论文部分内容阅读
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。微弧氧化是新兴金属合金表面技术。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外观、生长速率、耐腐蚀性的影响,并对氟化钾、甘油等添加剂的作用进行了考察;在单因素实验的基础上,进行了以次亚磷酸钠为主成膜剂的微弧氧化新型电解液体系的L9(34)的正交实验,优化出最佳的铝合金微弧氧化电解液体系的组成为:
NaH2PO2:16g/LC3H5(OH)3:2g/L(NaPO3)6:10g/LKF:1g/LNa3PO4:12g/L详细研究了各种工艺条件(包括电流密度、氧化时间、电解液温度、搅拌强度等)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:电流密度20A.dm-2,氧化时间45~60min,电解液温度45℃以下,强搅拌。
采用SEM、XRD和表面能谱分析等方法对陶瓷膜的表面形貌、结构及成分进行了分析。结果表明,陶瓷膜主要由γ-Al2O3和α-Al2O3相及少部分尖晶石相组成;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。
本实验从技术和创新的角度,首次采用次亚磷酸钠作为主成膜剂,并对体系配方及工艺条件进行了优化。实验结果表明,在此工艺条件下制备的微弧氧化陶瓷膜呈乳白色,表面光洁度高,耐蚀性强,硬度高,且成膜速率快,其简单的工艺流程和优异的性能具有较强的工业应用潜力。