鎂合金微弧氧化復合膜層制備與性能研究.pdf

1、鎂合金重量輕、比強度比剛度高、減震性、切削加工性能、導電性及導熱性均良好，易于鑄造，對環(huán)境無污染，被譽為“21世紀的綠色工程材料”。微弧氧化是在陽極氧化工藝基礎上發(fā)展起來的一種表面改性新技術，利用微區(qū)電弧放電在金屬表面生成陶瓷狀氧化膜，大幅提高鎂合金的耐蝕性。本文采用微弧氧化技術及化學轉化-微弧氧化結合的方法在AZ91D鎂合金表面制備了復合陶瓷氧化膜，研究不同粉體復合對微弧氧化膜性能的影響，并采用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射(X

2、RD)、電化學等現(xiàn)代檢測手段對其進行表征。
　　 采用微弧氧化法在鎂合金表面制備復合納米Al2O3粉體的微弧氧化膜。研究了Al2O3粉體的加入、超聲波等對微弧氧化膜性能的影響。結果表明，加入Al2O3粉末后陶瓷膜孔洞減少，且疏松層變得較致密；膜層相成分增加了純相Al2O3；陶瓷膜Al元素含量明顯增多。在氧化過程中輔以超聲波能促進膜層中Al2O3的含量。在3.5％NaCl溶液中的電化學腐蝕實驗表明，加入Al2O3粉末后陶瓷膜的耐蝕

3、性有很大提高。
　　 采用微弧氧化法在鎂合金表面制備復合納米TiO2粉體的微弧氧化膜。研究了TiO2粉體的加入對微弧氧化膜性能的影響。實驗結果表明，加入TiO2粉體后陶瓷膜孔洞減少，且疏松層變得緊實；膜層相成分增加了鈦氧化物。在3.5％NaCl溶液中的電化學腐蝕實驗表明，加入TiO2粉體后陶瓷膜的耐蝕性有提高，同時膜層具有一定的光催化性能，實現(xiàn)了膜層功能化的目的。
　　 分別采用添加Ni粉、Fe粉、Ti粉、Co粉制備了各

4、類性能良好的微弧氧化膜。利用中性鹽水浸泡實驗和電化學極化曲線技術對不同粉體復合陶瓷膜試樣進行了測試，結果表明不同粉體的添加在一定程度上都提高了陶瓷膜的耐蝕性能，Ti、Ni粉復合膜尤為顯著。腐蝕實驗中，基體合金試樣的表面完全被腐蝕，微弧氧化膜層的腐蝕方式主要是點蝕，添加粉體的復合陶瓷膜的點蝕現(xiàn)象最輕，耐腐蝕性能得到了提高。復合金屬粉體后，陶瓷膜表面比較光滑致密，但還是有少量的微孔出現(xiàn)，陶瓷膜截面由內部致密層和外部疏松層組成，致密層組織致密

5、，與基體結合緊密，屬于冶金結合，疏松層組織有些微孔。電解液中的粉體參與了成膜反應進入了微弧氧化膜，以氧化物的形式存在于膜層?？梢酝ㄟ^改變粉體濃度等參數(shù)來調整膜層的相組成，這有利于膜層的進一步改性。
　　 采用化學轉化-微弧氧化相結合的新工藝制備灰黑色復合陶瓷膜。研究了轉化溶液組成對微弧氧化膜的影響，利用L9(34)正交試驗優(yōu)化出化學轉化處理液最佳工藝條件：高錳酸鉀+鉬酸鈉8g/L，醋酸鎳8g/L，時間10min，pH=3。實驗結