鋁合金微等離子體氧化陶瓷膜的制備及抗熱沖擊性能研究.pdf

1、鋁及其合金由于其比強(qiáng)度高、導(dǎo)熱和導(dǎo)電性好、以及塑性優(yōu)良、成形性好、無低溫脆性等優(yōu)點(diǎn)，在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是，鋁合金高溫強(qiáng)度較低、抗腐蝕性能差等缺點(diǎn)限制了其在高溫環(huán)境中的進(jìn)一步應(yīng)用。 微等離子體氧化技術(shù)可以不從外部引入陶瓷材料就在鋁合金表面原位生長出具有耐磨、隔熱及耐腐蝕等性能的陶瓷膜，為高溫環(huán)境下承受熱沖擊的鋁合金零部件提供了一種新的選擇。 本文首先通過正交試驗(yàn)，對(duì)電解液配方進(jìn)行優(yōu)化，并研究了電流密度、氧化時(shí)間

2、對(duì)微等離子體氧化陶瓷膜生長速度的影響；通過XRD、SEM分析了陶瓷層的相組成和微觀結(jié)構(gòu)，并初步探討了陶瓷膜的生長機(jī)理。 抗熱沖擊性能是材料承受溫度驟變而不被破壞的能力。本文用加熱一淬冷的方法深入地研究了微等離子體氧化陶瓷膜的抗熱沖擊性能，并結(jié)合微等離子體氧化陶瓷膜的組織、結(jié)構(gòu)和生長機(jī)理，探討了陶瓷膜的抗熱沖擊失效機(jī)理。試驗(yàn)結(jié)果表明：(1)微等離子體氧化陶瓷膜具有較好的抗熱沖擊性能，致密層與基體具有良好的結(jié)合強(qiáng)度；(2)抗熱沖擊試

3、驗(yàn)中，微等離子體氧化陶瓷膜的失效形式表現(xiàn)為：首先是疏松層的點(diǎn)狀或塊狀剝落，進(jìn)而致密層從鋁基體上脫落；(3)陶瓷膜的抗熱沖擊性能還取決于電流密度的影響，電流密度太大，膜層組織疏松，抗熱沖擊性能下降，電流密度太小，將影響成膜速率，所以合適的電流密度為3-7A/dm<'2>；(4)陶瓷膜的厚度過厚或過薄，都會(huì)使得MPO陶瓷膜的抗熱沖擊性能下降。 本文的另一個(gè)研究工作是建立了MPO陶瓷膜活塞的一維平壁模型，對(duì)影響陶瓷膜抗熱沖擊性能的因素