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铝合金微弧氧化陶瓷层的制备工艺及陶瓷层生长过程的研究

蒋永锋  
【摘要】:本文采用对比实验和正交实验的方法系统地研究了以磷酸盐、硅酸盐和碳酸 盐体系为铝合金微弧氧化处理液配方的微弧氧化处理工艺及影响微弧氧化陶瓷 层生长的因素,探讨了配方各组份对陶瓷层生长过程及其性能的作用规律,借助 于SEM、XRD和EPA等方法,观察了铝合金微弧氧化陶瓷层的生长特性、测定 了陶瓷层的相组成和元素在陶瓷层不同深度的分布;并通过磨损对比实验,分析 了微弧氧化陶瓷层的耐磨特性。 研究发现,铝合金微弧氧化陶瓷层生长的特性是:在生长的初始阶段,氧化 铝陶瓷颗粒在自氧化缺陷部位形成,然后按垂直于基体方向生长并呈现出典型的 柱状特征,随后主要以重熔烧结堆积增厚的方式进行生长;陶瓷层由α─Al_2O_3、 γ─Al_2O_3和非定形相构成,各相相对含量随微弧氧化处理工艺和陶瓷层不同探 度而不同;发现微弧氧化处理液中组份原子存在于陶瓷层中,但由于其吸附性质 和传输能力的异同而在陶瓷层不同深度分布出现差异;微弧氧化处理液的配方及 其组份、电流密度、频率和升压方式对陶瓷层的生长和性能有一定的影响;研究 出较优的磷酸盐体系、硅酸盐体系和碳酸盐体系配方,并在此基础上将三种配方 组合得出更优的混合配方S-56和工艺参数;处子磨损稳定阶段时,微弧氧化陶瓷 层的耐磨性较镀硬铬和热喷涂氧化铝的膜层耐磨性为优。


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