刘荣明[1]2007年在《铝合金微弧氧化工艺研究与机理分析》文中研究说明微弧氧化技术是一项从传统阳极氧化基础上发展起来的技术。本课题以6063铝合金为基体材料,对微弧氧化硅酸盐电解液配方及其相适宜的工艺参数进行了系统的实验和研究;运用多种材料现代分析手段,对微弧氧化陶瓷层的组织结构和性能进行了测试,分析了电解液组分以及工艺参数对陶瓷层表面形貌、陶瓷层主要元素分布、陶瓷层内侧、外侧的相组成和磨损性能的影响;通过对电解液电导率的测定以及对正向电流密度和电能密度计算分析,讨论了电解液以及工艺参数对陶瓷层的生长过程的影响机理。实验得到6063铝合金微弧氧化电解液最优配方及与之相适宜的工艺参数为:[Na2SiO3] 8.0g·L-1,[NaOH]2.0g·L-1,[Na2WO4]1.0g·L-1,[C10H14N2O8Na2·2H2O] 2.0g·L-1;正向电压440V,负向电压160V,脉冲频率100Hz。在上述条件下微弧氧化30min可形成完整的陶瓷层。电解液的组成影响电解液的电导率,从而影响微弧氧化过程的击穿电压,导致陶瓷层的生长速度发生变化。脉冲频率影响陶瓷层的表面质量,提高脉冲频率可获得平整均匀的陶瓷层表面,但减慢陶瓷层的生长速度。正向电压对陶瓷层厚度有较弱的线性影响,提高正向电压,陶瓷层的形成速度有所提高,均匀度相应提高;负向电压与层厚之间呈抛物线关系,提高负向电压可明显提高陶瓷层的厚度和均匀度,但其达到一定数值后,层厚的增加速度趋缓。随着微弧氧化过程的延续,陶瓷层厚度不断增长,陶瓷层的均匀度也得以提高,但是氧化时间达到一定程度后,陶瓷层的生长速度变缓。计算结果表明,陶瓷层厚度与通过试样单位面积的正向电量存在非常好的线性对应关系。对陶瓷层的分析表明,铝合金微弧氧化陶瓷层主要由α-Al2O3相、γ-Al2O3相和mullite相组成,各相的质量分数受电压参数影响。正向电压与负向电压的提高,均促进γ-Al2O3向α-Al2O3的转变,并增加陶瓷层外侧的mullite相质量分数。但单独提高正向电压时,陶瓷层的α-Al2O3相的质量分数会出现极值。计算结果表明,陶瓷层的相组成与阳极消耗电能之间存在非常好的线性对应关系。陶瓷层大致分为致密层和疏松层,致密层与铝合金基体以及致密层与疏松层之间的没有明显界线存在;陶瓷层的致密性、附着性、完整性与保护性良好;微弧氧化陶瓷层能够显着提高铝合金基体的耐磨性,特别是大载荷条件下的耐磨性能大幅提高。根据正向电流的变化,微弧氧化陶瓷层的形成过程可以分为初始膜的形成和陶瓷层生长两个阶段。在初始膜的形成阶段,正向电压的提高,通过加快铝基体的电解和阴离子的迁移速度,增大等离子体的离子电流密度,从而决定了初始膜的形成;负向电压的提高通过加速等离子体产生所需析出气体的积累,增大等离子体的电子电流密度,从而促进了初始膜的形成;初始氧化膜对陶瓷层的形成过程具有重要意义。在陶瓷层生长的阶段,正向电压的提高主要是加大了正向脉冲对陶瓷层内外物质的输送作用从而加速陶瓷层的形成,而负向电压则通过促进等离子体的形成及其对已形成绝缘陶瓷层的电击穿和热击穿作用,增加陶瓷层孔洞的数量、扩大物质输送的通道,强化正向电压的作用能力;陶瓷层的厚度、均匀度、形貌以及相组成在此阶段得以最终确定。
鲜林云[2]2009年在《铝合金微弧氧化陶瓷层形成与生长过程中溶质离子的作用机理研究》文中认为通过对LY12铝合金在不同溶质离子电解液中微弧氧化过程的研究,探讨了溶质离子在陶瓷层形成与生长过程中的作用机理。本文采用SEM观察微弧氧化陶瓷层表面和截面形貌；采用涡流测厚仪测量微弧氧化陶瓷层的厚度；通过XRD分析了铝合金样品表面的相组成；采用电化学试验对比研究了铝合金于不同溶质离子电解液中所得膜层的阻抗值变化。结果表明：在NaCl和Na2S04电解液中样品表面发生腐蚀和溶解,不能形成陶瓷层,在硅酸钠电解液中样品可在短时间、低电压下发生击穿放电,形成Al203陶瓷层；可发生起弧现象的样品表面阻抗值较不能发生起弧现象的阻抗值高出近两个数量级；有预制备膜铝合金可明显缩短微弧氧化起弧时间、降低起弧电压,但预制备膜厚度和阻抗值大小均对起弧时间和电压影响甚小；在陶瓷层后期生长过程中铝合金表面预制备膜重新参与成膜。溶质离子在微弧氧化初期成膜阶段的作用表现为使铝合金样品表面形成易“失稳”的阻挡层,同时抑制由于阳极区附近H+离子瞬态增加所导致的对阻挡层的溶解,为后期生长阶段的击穿放电提供条件；在陶瓷层后期生长阶段,溶质离子主要作为缓蚀剂,水解为陶瓷层生长提供活性氧。有预制备膜铝合金微弧氧化电解液的最佳电导率为2.5×104μs／cm、pH为9,在此溶液中可制备出表面致密、无分层的微弧氧化陶瓷层。
邹杰[3]2012年在《高温氧化膜对6061铝合金微弧氧化陶瓷层生长过程的影响》文中研究表明本文预先在6061铝合金表面获取一层高温氧化膜后，利用自制的WH-1A型微弧氧化设备对铝合金试样进行表面处理，研究了高温氧化膜对铝合金微弧氧化陶瓷层生长过程的影响，对陶瓷层的微观结构、厚度、成分、相组成、耐蚀性进行研究，探讨微弧氧化膜层形成与生长机制。研究结果表明：高温氧化膜有利于降低起弧电压，缩短起弧时间，提高陶瓷层生长速率，促进火花演变速率，提高微弧氧化的有效电压值和微弧氧化过程中的能效；高温氧化膜参与陶瓷层的形成；电流/电压变化与放电火花、膜层表面形貌叁者之间存在密切的联系。恒压条件下，有预制膜试样表面膜层生长分为叁个过程，即初期形成颗粒氧化物和少量的“小虫状”物；随后颗粒氧化物与“小虫状”物相互连接形成“小虫状”网状物；最后以线状“小虫状”物为核心向两侧扩展，逐渐蔓延成面。无预制膜试样表面膜层生长分为两个过程，即初期形成少量的颗粒氧化物；随后颗粒氧化物数量逐渐增多，形成少量的线型“小虫状”物。恒流条件下，有高温氧化膜试样表面膜层生长分为四个过程，即试样表面小尺寸颗粒氧化物和“小虫状”氧化物的形成；随后颗粒氧化物和“小虫状”氧化物相互连接形成网状物；膜层以线状“小虫状”物为核心向两侧扩展；最后放电微孔孔径增大，膜层出现裂纹，膜层表面逐渐平整。无预制膜试样表面膜层生长分为叁个过程，即试样表面放电微孔逐渐扩展；随后颗粒氧化物逐渐增多，膜层以颗粒氧化物为核心向四周扩散；最后膜层表面放电微孔孔径增大，表面出现烧蚀、裂纹。有无预制膜试样表面形成的膜层均由α-Al_2O_3和γ-Al_2O_3以及少量的MgSiO_4，MgO，3Al_2O_3·2SiO_2相组成，高温氧化膜有利于提高α-Al_2O_3的含量；氧化初期阶段，有预制膜试样表面膜层的粗糙度和耐蚀性大于无预制膜表面的膜层，后期前者小于后者。
李均明[4]2002年在《铝合金微弧氧化陶瓷层生长过程及绝缘性能的研究》文中研究说明通过对铝合金微弧氧化陶瓷层表面及截面形貌的分析，研究了陶瓷层的生长过程，探讨了微弧氧化的生长机理，从而分析了影响铝合金微弧氧化陶瓷层绝缘性能的因素。同时通过X射线衍射测定了陶瓷层中的相分布及其组成。 研究表明，影响铝合金微弧氧化陶瓷层绝缘性能的主要因素是溶液的电导率和pH值及电源输出能量的高低。随着溶液电导率的升高，微弧氧化陶瓷层的生长速度加快，消耗在溶液中的能量降低，提高了微弧氧化过程中能量的利用率；而溶液的pH值可以决定铝合金能否成膜并影响陶瓷层的成膜速度。对于LY12铝合金来说，在溶液中能够成膜的pH值范围为7.5～13，实验还表明，当铝合金在溶液中形成一层绝缘性氧化膜后，当置于pH值较高的碱性溶液后，微弧氧化仍然能够进行。 电参数的控制和选择对陶瓷层生长速度和绝缘性能的影响起到关键性的作用，作用在陶瓷层上的能量密度越大，陶瓷层的生长速度越快，但是能量过大，其绝缘性能反而会降低。因此，控制不同生长阶段的电参数是得到致密性高、绝缘性能强的微弧氧化陶瓷层的关键。
李均明[5]2008年在《铝合金微弧氧化陶瓷层的形成机制及其磨损性能》文中进行了进一步梳理铝合金微弧氧化处理因其工艺的环保特性和涂层的陶瓷属性而越来越受到制造业的关注,甚至被多家海船、汽车等制造企业列入关键部件表面处理的工艺验收规范。但由于脉冲电场环境下溶液中溶质元素和脉冲参数对铝合金微弧氧化陶瓷层的形成及生长过程的影响机理不清,致使微弧氧化的溶液体系和处理过程中脉冲电压、频率、占空比等电参数随时间变化的工艺曲线开发尚无成熟的理论依据支撑。首先,虽有众多研究结果表明磷酸盐、硅酸盐、碳酸盐等无机盐均可用作微弧氧化溶液的添加剂,但陶瓷层结构分析结果都证实陶瓷层的物质组成均主要为氧化铝,且主相物性不随溶液体系改变而变化。对微弧氧化过程进行理论分析得知,微弧氧化条件下铝向氧化铝的转化动力仅来自微弧产生的微熔区内的铝氧原子直接进行的氧化反应,即只要溶液中所加电场可在铝合金样品表面产生微弧,即使无添加剂带入的溶质元素存在,微熔区内的铝氧原子仍可进行氧化反应。因此,溶质元素对陶瓷层的生长增厚在理论上无直接作用,但溶液特性对陶瓷层的生长过程有重要的影响,明了其作用机理对微弧氧化生长机制的研究及溶液维护制度的建立将有着重要的指导作用。其次,众所周知,只要在处于导电溶液中的不锈钢(阴极)和铝合金(阳极)间施加足够高的电压,即可在铝合金表面产生微弧放电,但不仅电量消耗占微弧氧化处理物料消耗成本80%以上,且过强的脉冲电流还会使生长中的陶瓷层表面粗糙、内部疏松,因此,研究每个脉冲参数对氧化铝陶瓷层形成和生长过程的影响机理将有益于微弧氧化处理工艺曲线的优化。另外,虽然微弧氧化处理可赋予铝合金表面陶瓷属性,但此陶瓷层与当前正被使用的铝合金电镀硬铬等表面硬化层相比,有无性能优点?基于以上叁方面制约着微弧氧化技术应用开发所面临的理论问题,本文于不同溶液体系中,分陶瓷层形成和生长两个阶段,对比分析了因电解液中阴离子种类、浓度以及pH值等不同而导致铝合金微弧氧化过程中成膜阶段和生长增厚过程的差异;利用XRD、SEM、EDS、XPS等手段分析了陶瓷层的微观组织结构;采用阳极极化曲线量化探讨了不同阴离子对初期氧化膜成膜特性的影响机理;系统研究了脉冲能量对陶瓷层相组成及生长特性的影响。研究结果表明:铝合金微弧氧化处理过程可分为两个阶段:起弧前期的高阻抗膜形成阶段和起弧后的陶瓷层生长阶段,起弧前于铝合金样品表面形成可以施加足以产生微弧放电的高阻抗氧化膜是铝合金微弧氧化过程得以进行的前提。在高阻抗氧化膜的形成阶段,由于铝合金在不同电解液中极化特性不同,高阻抗膜的形成速度有较大的差异。在电解液中进行电化学极化时的腐蚀电流越小、腐蚀电位越高,越易于生成高阻抗氧化膜,进而导致铝合金微弧氧化过程较在其它溶液体系提前进行。起弧后溶液中溶质元素的作用由起弧前的“形成高阻抗氧化膜”而转变为对溶液电导率的调整,实验发现:溶液的电导率越大,则生长速度越快。陶瓷层的生长增厚过程中不消耗溶质元素。微弧放电前初期高阻抗膜的形成阶段,物质的传输主要是借助于隧道效应;微弧放电后陶瓷层的生长增厚则主要依赖于铝离子经放电通道与等离子体环境下产生的活性氧离子直接结合,产生熔融态的氧化物,经溶液的激冷而形成固态氧化铝陶瓷。其中,氧原子主要是由铝合金/电解液或氧化铝/电解液界面上的OH~-提供的,其主要来源为溶液中缓冲剂的缓冲作用带来溶液中H_2O的电离。同时,随着氧化过程的不断进行,H~+在阴极上的不断消耗破坏了H_2O的电离平衡,促使H_2O的电离,电离产生的OH~-可以补充氧化过程中消耗的OH~-。电解液中的阴离子在铝合金/电解液以及陶瓷层/电解液界面的吸附差异性将导致溶液中溶质元素在陶瓷层中含量的不同,尽管这种不同对陶瓷层的生长机理不产生影响,但利用这种特性可制备满足不同性能要求的陶瓷层。陶瓷层的物相结构主要是由微弧氧化过程中单脉冲能量的大小决定。通过改变电压、电流以及脉宽来控制微弧氧化过程中脉冲能量的高低,脉冲能量越大,陶瓷层生长速度越快,陶瓷层中亚稳相γ-Al_2O_3会逐渐向稳定相α-Al_2O_3转变。但微弧氧化过程中放电通道中能量过大会导致陶瓷层致密度降低,这是因为陶瓷层中疏松层的形成主要是由于放电通道中脉冲能量过大,造成放电通道中的放电压力与气体压力增大,使得熔融氧化铝向“外界”产生剧烈喷溅,从而使通道内部留下孔洞。因此通过控制微弧氧化不同阶段脉冲能量的高低可以控制微弧氧化陶瓷层的结构与致密度。微弧氧化陶瓷层表面均匀分布的大量盲性微孔利于润滑条件进行磨损时对摩副间连续油膜的形成,与电镀硬铬、钒磷铜耐磨铸铁的对比磨损实验结果表明,微弧氧化处理显着提高了铝合金的耐磨特性。但若陶瓷层表面与对摩副相接触的接触点上应力较大时,微弧氧化陶瓷层表面发生局部断裂、脱落形成磨粒,加速微弧氧化陶瓷层的磨损失效。
张文群[6]2008年在《LY12铝合金表面微弧氧化涂层的制备工艺优化及其性能研究》文中进行了进一步梳理铝及其合金虽具有许多优点,并得到了广泛的应用,但由于铝的电极电位低,在潮湿气氛中与其它高电位金属接触时极易产生接触腐蚀。虽然铝表面的自然氧化膜也有很好的耐蚀性,但由于其薄、硬度低,不足以防止恶劣环境下的腐蚀,也不能防止因磨擦而造成的破坏。因此,在实际应用中对铝合金进行适当的表面处理以增强其抗蚀能力已成为必不可少的工艺之一。微弧氧化是近年来在国内外兴起的一种表面处理技术,它主要用于对铝、镁、钛等金属及其合金的表面进行改性处理,由于其工艺简单,处理的表面性能优越,其应用前景被国内外表面处理业内人士十分看好,本论文研究铝合金的微弧氧化具有重要的理论和实际意义。本论文进行了单组分电解质溶液体系的研究,考察了各单组分电解液浓度对微弧氧化陶瓷膜厚度、硬度、耐腐蚀性的影响,在单因素实验的基础上,进行了以硅酸钠为主成膜剂的微弧氧化电解液体系的L_9(3~4)的正交实验,优化出最佳的LY12铝合金微弧氧化电解液体系的配方组成为:硅酸盐Na_2SiO_3:10g/L;硼酸H_3BO_3:4.5g/L;氢氧化钾KOH:1g/L;双氧水H_2O_2:2ml/L。详细研究了各种工艺条件(包括电流密度、处理电压、氧化时间、温度电参数等)对所形成的微弧氧化陶瓷膜性能及成膜的影响,确定出最佳工艺条件:初始电压280V;电流密度10A/dm~2;氧化时间45min;频率为800Hz;负脉冲4;占空比20%;温度为25℃～50℃。采用SEM、XRD等方法对陶瓷膜的表面微观形貌、结构及成分进行了表征。结果表明,陶瓷膜主要由Al_2O_3相组成;陶瓷膜层由过渡层、致密层及疏松层构成,基体与膜层之间互相渗透,形成典型的冶金结合。同时对微弧氧化陶瓷膜的膜层厚度、膜基结合强度也进行了测试,还考察了微弧氧化前后力学性能的变化,并对变化的机理进行理论上的分析。
赵仁兵[7]2006年在《添加剂对铝合金微弧氧化陶瓷层生长过程和性能的影响及溶液失效分析》文中指出在磷酸盐溶液中分别加入NH_4VO_3和Na_2WO_4,通过微弧氧化工艺在6061铝合金上制备了黑色和灰色陶瓷膜。研究了NH_4VO_3和Na_2WO_4的含量对膜层性能及生长过程中能量的影响。采用pH-k(电导率)法分析了电解液失效的原因,借助SEM、XPS分析了陶瓷层的表面形貌和W、V元素的含量及其组成,探讨了NH_4VO_3、Na_2WO_4在微弧氧化过程中的作用机理。结果表明:NH_4VO_3和Na_2WO_4的含量对陶瓷层的性能及形成过程中的能量有较大影响。随着NH_4VO_3含量的增加,膜层黑度增加,沉积物附着力降低,粗糙度先减小后增大,膜层耐磨性和厚度先增大后减小;随着溶液温度增加,膜层粗糙度、黑度减小,沉积物附着力增大,膜厚先增大后减小;当NH_4VO_3浓度为5～8g/L,溶液温度为40℃时,膜层表现出优异的综合性能。随着Na_2WO_4含量的增加,膜层厚度增加,耐磨性先增后减;在Na_2WO_4浓度为7g/L时,随电流密度的增加,膜层厚度增加,表面粗糙度、膜层前期磨损量相对增加,后期趋于平稳;氧化起弧发生前,Na_2WO_4能促使阳极氧化膜的形成,氧化起弧发生后,进入膜层并参与反应,并以WO_3和W_(18)O_(49)存在膜层中;当Na_2WO_4含量为5～7g/L,膜层具有很好的致密性和耐磨性。两种添加剂均可减少膜层生长过程中的能耗。溶液在使用前期NH_4VO_3的分解,pH值的降低以及k值(电导率)的增大造成了电解液失效。当调整电解液的pH值控制在7.5~8.5,k值维持在2.0×104~3.5×104μs/cm时,处理面积及电解液使用寿命提高10倍以上。
苗景国[8]2013年在《超硬铝合金7075微弧氧化陶瓷层的微结构及性能研究》文中指出铝及其合金具有质轻、比强度高、韧性好及易加工等优点，但其硬度低及耐磨性差等缺点又限制了它的应用。在铝及其合金表面施以陶瓷化技术可以赋予其表面拥有特殊的优良性能。微弧氧化技术是近年来兴起的在铝、镁、钛及其合金表面进行处理的新工艺。通过微弧放电在铝及其合金表面原位生长出一层陶瓷质膜层，该膜层具有硬度高、耐磨性好、与基体结合力好等优点，在机械、电子、纺织、航空航天等领域具有广泛的应用。影响铝合金微弧氧化陶瓷层性能的因素主要有：电解液参数、电参数以及基体材料中的合金元素等。本文采用正交实验法，优化出了7075铝合金在铝酸钠、硅酸钠、硼酸钠和磷酸钠四个电解液体系下进行微弧氧化的最优配方；在最优配方的基础上，采用单因素分析法，以陶瓷层厚度、显微硬度及微观形貌作为实验指标，对电流密度、占空比、频率及氧化时间等电参数依次进行了优化；并对在不同氧化时间条件下制备出的陶瓷层的耐蚀性、耐磨性及力学性能进行了表征，对基体材料中合金元素在微弧氧化过程中的影响也进行了相应的探究。实验过程中得出的结论如下：采用正交实验法，优化出了7075铝合金分别在铝酸钠、硅酸钠、硼酸钠、磷酸钠电解液体系下进行微弧氧化的最优配方为：铝酸钠体系：铝酸钠9g/L，氢氧化钠1g/L，叁乙醇胺6ml/L硅酸钠体系：硅酸钠8g/L，氢氧化钠1g/L，叁乙醇胺6ml/L硼酸钠体系：硼酸钠15g/L，氢氧化钠1g/L，叁乙醇胺6ml/L磷酸钠体系：磷酸钠12g/L，氢氧化钠1g/L，叁乙醇胺6ml/L对四体系下制得的陶瓷膜层进行厚度、硬度、表面及截面形貌表征，综合考虑，在铝酸钠体系下制得的陶瓷膜层质量最好。故选用优化出的铝酸钠体系，采用单因素分析法，详细研究了阳极电流密度及阴/阳电流密度比、正/负占空比、频率及氧化时间对膜层特性的影响，确定出最佳工艺参数为：阳极电流密度ja=10A/dm2，阴/阳极电流密度比jc/ja=0.7，正占空比(+)=15%，负占空比(-)=10%，频率f=300Hz，氧化时间t=45min。通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）对最优工艺参数下制备出的陶瓷层微观形貌及相结构进行表征。结果表明，微弧氧化膜层表面呈“火山口”状凸起，孔径1～3μm；膜层与基体之间呈微区范围内的锯齿状冶金结合，厚度可达31.1μm，连续致密，显微硬度高达1080；膜层主要由γ-Al2O3组成，而-Al2O3含量较低。对在不同氧化时间下制取的陶瓷层的性能进行表征，结果表明，陶瓷层的耐蚀性和耐磨性较基体均有较大幅度的提高，在优化出的工艺参数下制备出的陶瓷层经历240h盐雾实验后未出现腐蚀，其腐蚀电位（-0.589V）较基体（-0.772V）有183mV的提高，且其腐蚀电流密度（1.281×10-9A/cm2）也较基体（8.053×10-5A/cm2）降低了4个数量级。同时，陶瓷层的耐磨性提高了3个数量级，而力学性能损失幅度并不大。为探究Cu、Mn、Mg、Si、Zn等主要合金元素对微弧氧化陶瓷层的厚度、显微硬度、微观形貌、相结构及组成的影响，本文熔炼成一系列不同Cu、Mn、Mg、Si、Zn含量的铝合金在相同工艺参数下对其进行微弧氧化处理，研究结果表明：不同基体材料所制备出的陶瓷层表面呈凹凸不平，有大量孔洞及片状堆积，均由γ-Al2O3及少量-Al2O3组成。Cu元素及Si元素可促进-Al2O3的形成，但当其含量过高时体现为抑制作用；Mg元素在ω(Mg）<0.8%时，促进等离子体电解氧化的进行，当0.8%<ω(Mg）<2.5%时又体现为极大的阻碍作用，随着Mg含量进一步提高，又开始促进等离子体电解氧化的进行，但效果不明显；Zn元素整体表现为对高温氧化铝相的形成有强烈阻碍作用，其含量越高，阻碍作用越明显。
刘亚娟[9]2011年在《铝合金微弧氧化工艺研究及复合抗菌膜的研制》文中研究指明为提高铝合金表面的硬度、耐腐蚀性能,兼顾良好机械性能与抗菌性能。本课题结合微弧氧化与化学镀银技术的优点,对6061型铝合金进行微弧氧化-化学镀银复合处理,制备出具有高强度、良好结合性能且高度抗菌的复合膜层。本课题对不同电解液体系中陶瓷膜的生长过程进行系统分析,探讨了电解液复配添加剂及钨酸钠添加剂对膜层特性的影响,并在微弧氧化陶瓷膜的基础上进行化学镀银的工艺研究。采用SEM、EDS、XRD等手段分析了陶瓷膜及复合膜的显微结构、相组成和相成分,研究了膜层的硬度、耐腐蚀性、结合强度及抗菌性能。主要研究结果如下:(一)工艺参数体系(1)微弧氧化电解液最佳工艺参数体系:硅酸钠(18 g/L)、钨酸钠(5 g/L)、乙二胺四乙酸二钠(0.8 g/L)、柠檬酸钠(1 g/L)、氢氧化钠(1 g/L)。(2)化学镀银最佳工艺参数体系:硝酸银(5 g/L)、氢氧化钠(3 g/L)、氨水(45 ml/L)、乙醇(15 ml/L)、酒石酸钾钠(11 g/L)、镀液pH=11.5。(二)陶瓷膜特性(1)陶瓷膜临界击穿电压随电解液浓度的增加逐渐降低,同时起弧所需的能量降低,电流密度对临界击穿电压影响不大,击穿电压与电解液的种类和浓度密切相关。(2)陶瓷膜由致密层和疏松层组成,主要含有α-Al_2O_3和γ-Al_2O_3相,疏松层成分主要受电解液组成的影响,而致密层成分与基体材料的合金成分紧密相关。(3)恒流模式下,陶瓷膜的厚度随氧化时间线性增加,膜层生长速率基本不变;恒压模式下,膜层生长速率在氧化前期增长较快,氧化后期逐渐减小,当氧化时间大于5.5 h时,放电非常微弱,陶瓷膜基本停止生长。(4)陶瓷膜具有良好的耐腐蚀性,比铝合金基体的耐腐蚀性提高12.7倍,加入Na_2WO_4后形成的陶瓷膜比基础电解液中陶瓷膜的耐腐蚀性进一步提高1.61倍。(叁)复合膜特性(1)复合膜呈亮白色,膜层平整致密,晶粒细小,同时化学镀银对陶瓷膜表面起到较好的封孔作用,使复合膜具有较好的防护性能。(2)复合膜具有较高的硬度,硬度最大值为1026 HV。复合膜结合强度的最大值可达33.68 MPa,膜层结合牢固。(3)抗菌试验结果显示,对于金黄色葡萄球菌和大肠杆菌,抑菌环的最大直径分别为25.12 mm、21.56 mm,抗菌效果达到R级,膜层具有高度抗菌性。研究表明,利用微弧氧化-化学镀银对6061型铝合金进行复合处理,是兼顾铝合金机械性能与抗菌性能的切实可行的有效方法,采用该方法可以制备出高效、耐久、安全、结合性能良好的高强度复合抗菌膜。
赵艳[10]2008年在《铝合金微孤氧化工艺及性能研究》文中指出研究在40g/LNa_2SiO_3溶液中添加适宜浓度的Na_2WO_4,在最佳复合电解液配方中分别加入ZrO_2和SiC颗粒,在2A12铝合金基体上原位制备微弧氧化复合陶瓷膜。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对陶瓷氧化膜微观形貌、元素含量、相组成进行分析,通过数字式覆层测厚仪、摩擦磨损实验、盐雾腐蚀实验检测微弧氧化膜的厚度、耐磨性和耐蚀性。实验结果表明:40g/LNa_2SiO_3电解液生成的氧化膜与基体结合不紧密,相组成为γ-Al_2O_3、mullite和AlO相;添加8g/LNa_2WO_4生长的陶瓷膜与基体犬牙交错,实现良好的冶金结合,陶瓷层由α-Al_2O_3和mullite相组成;在40g/LNa_2SiO_3、8g/LNa_2WO_4混合电解液添加18.5g/LZrO_2制备ZrO_2-Al_2O_3复合陶瓷膜,相组成为α-Al_2O_3、t-ZrO_2和m-ZrO_2,ZrO_2颗粒弥散分布在α-Al_2O_3中且结合紧密;添加12.5g/LSiC微粒制备微弧氧化层生长致密,陶瓷膜由α-Al_2O_3和莫来石相组成,氧化过程中SiC颗粒分解,促进莫来石相形成;Na_2SiO_3电解液制备的陶瓷氧化膜经10N载荷摩擦1384s已磨露至基体;Na_2SiO_3和Na_2WO_4混合电解液制备的陶瓷氧化膜低于20N载荷下摩擦,氧化膜疏松层被磨掉,致密层耐磨完好,至1900s摩擦系数显着增大;添加ZrO_2颗粒提高膜层耐磨性,形成的ZrO_2-Al_2O_3复合陶瓷膜30N载荷下摩擦4600s,摩擦系数为0.15,载荷增加到40N摩擦系数增大,但致密层仍未见脱落。该试样170h盐雾腐蚀后,表面未见被腐蚀的迹象,有较好耐蚀性;添加SiC微粒生成陶瓷氧化膜得到强化,耐磨性提高,30N载荷下摩擦4900s,摩擦系数为0.15,载荷增加到40N摩擦系数增大,膜层表面出现浅犁沟,但未产生大块磨屑。该试样170h盐雾腐蚀后,个别微孔边缘出现团絮状,而孔洞深处未见异常。
参考文献：
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[4]. 铝合金微弧氧化陶瓷层生长过程及绝缘性能的研究[D]. 李均明. 西安理工大学. 2002
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[6]. LY12铝合金表面微弧氧化涂层的制备工艺优化及其性能研究[D]. 张文群. 兰州理工大学. 2008
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[8]. 超硬铝合金7075微弧氧化陶瓷层的微结构及性能研究[D]. 苗景国. 武汉科技大学. 2013
[9]. 铝合金微弧氧化工艺研究及复合抗菌膜的研制[D]. 刘亚娟. 桂林电子科技大学. 2011
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