吕鹏翔
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韦东波
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李兆龙
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狄士春
电镀与涂饰
以硅酸盐体系为电解液,利用扫描式微弧氧化(SMAO)方法在铝合金2024的表面成功制备出“蛇形”和“HIT”图案的陶瓷膜层.对扫描式和传统微弧氧化工艺进行了对比,采用扫描电镜和X射线衍射研究了SMAO陶瓷膜的结构和相组成.结果表明,与传统微弧氧化放电过程不同,扫描式微弧氧化在沿阴极前进的方向上依次分布着钝化区、阳极氧化区和微弧氧化区,没有观察到弧光放电.经过一次扫描生成的陶瓷膜厚度约为17μm,膜层只有疏松层,且其中的α-Al2O3含量高于γ-Al2O3.对扫描式微弧氧化放电机理的分析表明,电场在阳极表面的梯度变化可能是同一时间内存在不同放电区域的原因,高达2 400 A/dm2的电流密度使扫描式微弧氧化具有高的成膜效率,同时也导致了疏松层内含有大量的α-Al2O3.
关键词:
铝合金
,
扫描式微弧氧化
,
陶瓷膜
,
成膜机理
吕鹏翔
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韦东波
,
郭成波
,
李兆龙
,
狄士春
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2013.12156
本研究利用小功率微弧氧化电源,通过内充液式管状阴极的逐行扫描,在2024铝合金样件表面生成微弧氧化陶瓷膜层,对样件的局部受损部位进行了成功的修复,从而突破了传统微弧氧化技术不能用于铝合金构件现场局部防护与修复的限制；利用XRD、SEM、EDS等分析方法对陶瓷膜层的相组成与微观组织形貌进行了研究.利用纳米压痕仪测试了陶瓷膜层的纳米压痕硬度和弹性模量,用动电位极化曲线测试陶瓷膜层的耐腐蚀性能.结果表明:在恒电流模式下,扫描式微弧氧化电压快速升高,直接进入微弧放电阶段.其一次扫描成膜层厚度17 μm,相对于传统微弧氧化具有很高的成膜效率.铝合金扫描式微弧氧化陶瓷膜层主要由α-Al2O3和γ-Al2O3组成,膜层分为致密层和疏松层,表面多微孔,且有微裂纹；纳米压痕测试结果表明,陶瓷膜层纳米压痕硬度和弹性模量沿界面向外呈现先增加后减小的变化趋势.动电位极化曲线表明,扫描式和传统微弧氧化陶瓷膜层都能够对基体起到有效的腐蚀防护作用,传统微弧氧化陶瓷膜层的腐蚀防护作用高于扫描式.
关键词:
铝合金
,
扫描式微弧氧化
,
陶瓷膜层
,
纳米压痕
,
耐腐蚀
