铝合金复合陶瓷膜制备及性能研究

发布时间：2017-12-22 17:40

  本文关键词：铝合金复合陶瓷膜制备及性能研究　出处：《沈阳理工大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：本文采用微弧氧化技术,对2A12铝合金表面进行处理,在KOH和Na_2SiO_3电解液中分别添加轻质MgO和微米级SiO_2粉末,使铝合金表面生成复合陶瓷膜。采用扫描电子显微镜(SEM)分析表面及截面的形貌,采用X射线衍射仪(XRD)分析膜层的物相组成,用摩擦磨损试验机对膜层进行耐磨性能测试,采用电化学工作测试耐腐蚀性能。膜层性能测试结果表明,采用微弧氧化技术制备的复合陶瓷膜与单一组分的陶瓷膜相比有了明显提高。以成膜的质量及厚度来作为指标,采用正交实验法确定了微弧氧化过程的最佳电解液浓度为硅酸钠8g/L,氢氧化钾2g/L。选用电参数为变量研究电参数对膜层的厚度及表面组织结构的影响,确定了微弧氧化过程的最佳电参数为:正向电压520V,氧化时间30min,频率为300Hz,占空比为30%。通过向电解液中加入MgO和SiO_2粉末的方法研究了两种粉末对于微弧氧化陶瓷膜的影响,结果表明:MgO和SiO_2的添加增加了膜层的厚度,当MgO的添加量为25g/L时膜层由14um最大增加到了26um,而的SiO_2加入则使膜层最大增加到了23um。造成膜层变厚的原因在于MgO的添加在内部与γ-Al_2O_3发生反应生成铝镁尖晶石,使γ-Al_2O_3的含量消失,使膜层只有α-Al_2O_3和铝镁尖晶石两相。而添加的SiO_2会分散在膜层表面周围,也增加了γ-Al_2O_3向α-Al_2O_3的转化,最终都使得使膜层表面变得致密光滑。MgO和SiO_2粉末的添加可以有效增加微弧氧化陶瓷层的耐磨性能和耐腐蚀性能,当MgO的添加量为25g/L时,膜层磨损量要减少一倍,当SiO_2加入量为3g/L时形成的复合陶瓷膜磨损量减少50%。电化学腐蚀研究结果表明,添加两种粉末的形成复合陶瓷膜的极化曲线中腐蚀电位高于单一膜层的腐蚀电位。
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG174.4

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本文编号：1320407