鋁微弧氧化膜的制備及其性能研究.pdf

1、本文采用單向脈沖電源在工業(yè)純鋁表面制備了微弧氧化陶瓷膜。微弧氧化陶瓷層與基體結合力好，結構致密，具有良好的耐磨性和耐蝕性，同時微弧氧化膜制備工藝簡單，對環(huán)境無污染，具有廣闊的應用前景和深遠的現(xiàn)實意義。 本文利用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、TR110袖珍粗糙度儀、覆層測厚儀、顯微硬度儀及點滴腐蝕試驗和電化學測試等手段，系統(tǒng)地考察了微弧氧化膜制備工藝與膜層形成機理及性能之間的關系，重點考察了各工藝參數(shù)情況下膜層性

2、能的形成機理。考察了不同電解液體系下的微弧氧化現(xiàn)象，研究對比了Na<,2>SiO<,3>電解液體系和NaAlO<,2>電解液體系下生成微弧氧化膜層的性能。兩種體系下生成的氧化膜均由α-Al<,2>O<,3>和γ-Al<,2>O<,3>相組成，Na<,2>SiO<,3>體系下形成的氧化膜中α-Al<,2>O<,3>相的含量更多：陶瓷膜表面有大量的類似火山口的等離子放電產(chǎn)物和明顯的放電通道，Na<,2>SiO<,3>電解液中形成的氧化膜放電

3、通道閉合得較好；恒電位極化可以看出微弧氧化陶瓷膜具有良好的耐蝕性，Na<,2>SiO<,3>體系下生成的氧化膜耐腐蝕性能更好一些。 研究了電流密度、脈沖占空比及頻率對微弧氧化膜性能的影響。隨電流密度的增加，α-Al<,2>O<,3>和γ-Al<,2>O<,3>相的含量隨之增加，陶瓷膜的硬度及粗糙度也隨之增加，厚度和耐蝕性先增大后減?。浑S占空比的增大，陶瓷膜的厚度、硬度及粗糙度均隨之增加，占空比小于0.3時，腐蝕時間隨占空比的增大

4、而增加，占空比大于0.3時腐蝕時間略有減小，占空比為0.3時膜層的耐蝕性達到最佳：頻率對陶瓷膜的粗糙度和硬度影響較?。?000Hz頻率段下膜層的厚度最厚，耐蝕性達到最佳。 利用正交試驗設計對微弧氧化工藝參數(shù)進行優(yōu)化，考察電流密度、占空比、頻率及成膜劑濃度對膜層質量的影響。對于厚度和硬度這兩個指標來說，電流密度的影響最大；對于膜層耐蝕性來說，主成膜劑濃度對其影響較大；頻率和占空比對膜層質量的影響相對較小，其中頻率的影響最小：綜合比