不同電解溶液中鎂合金微弧氧化陶瓷層特性的研究.pdf

1、微弧氧化是在陽極氧化工藝基礎上發展起來的一項新型表面處理技術，其利用等離子體微區弧光放電現象能夠在金屬表面原位生長出一層陶瓷膜，以起到改善材料耐磨、耐蝕及絕緣性能的作用。本論文利用微弧氧化技術，采用自制的微弧氧化簡易裝置，在鎂合金表面制備了具有陶瓷特性的氧化膜層。 本論文初步研究了微弧氧化的時間及電解溶液濃度參數對氧化膜層的影響，并對氧化膜層的形成機理及生長過程進行了探討。在目前實驗條件下，電解液的成分可以選擇強堿及強堿弱酸鹽，

2、如氫氧化鈉(NaOH)、硅酸鈉(Na2SiO3)、磷酸鈉(Na3PO4)、鋁酸鈉(NaAlO2)等，并采用氫氧化鈉作為PH值調節組分。實驗電壓選用100V，電流密度為1.0A/cm2。 對實驗制得氧化膜層的分析表明：在氫氧化鈉溶液中氧化膜層由平滑層和在平滑層上堆積的顆粒物組成。當氫氧化鈉在電解溶液中的濃度在2.5～7.5g/L范圍內時，鎂合金的微弧氧化陶瓷膜層的厚度基本隨電解溶液濃度的增加而變薄。當電解溶液中NaOH濃度達10g

3、/L后，微弧氧化陶瓷層不能形成。 在硅酸鈉和磷酸鈉電解溶液中鎂合金表面形成的氧化膜層表面布滿了由微弧放電形成的孔洞，孔洞尺寸大小均勻，并有裂紋存在。鎂合金的鋁酸鈉溶液中生長的氧化膜層呈片層狀結構，微弧放電形成的孔洞很少，大小不一，不存在裂紋。 在硅酸鈉、磷酸鈉溶液中氧化膜層的厚度隨著溶液濃度在增大而增加。而在鋁酸鈉溶液中氧化膜層隨著溶液濃度在增大而減小，電解溶液濃度大于60g/L后，微弧氧化陶瓷層不能形成。在硅酸鈉電解溶

4、液中，當溶液的濃度超過某一定值時，鎂合金表面會出現一些類似島狀的物質出現，而且其多出現鎂合金表面尖角部位，并向全表面擴展。通過對其進行的SEM分析可知，這些島狀物質實際為中空的顆粒堆壘而成。 本論文在對氧化膜層的形成機理的初步探討中，認為在電解溶液中，鎂合金表面馬上生長出一層氧化膜，為了維持這層氧化膜的生長，必須提高電壓。但當氧化電壓達到某一臨界值，氧化膜層會被局部擊穿熔融，產生火花放電。而微弧氧化膜并不是在所有表面上同時生長的