LY12铝合金微弧氧化陶瓷膜层高温性能研究

发布时间：2017-08-20 01:27

  本文关键词：LY12铝合金微弧氧化陶瓷膜层高温性能研究

  更多相关文章： 铝合金 微弧氧化 高温性能 氧化动力学 耐蚀性 抗热震性

【摘要】：针对于铝合金微弧氧化的研究,目前主要集中在陶瓷膜层的组织结构分析、电解液体系和电参数对陶瓷膜层性能方面的影响,而对于陶瓷膜层服役过程中的高温耐蚀性、耐磨性及抗氧化性等高温性能的研究相对较少,因此,研究铝合金微弧氧化陶瓷膜层的高温性能,对铝合金微弧氧化制品的高温服役行为具有重要的理论意义。本文以LY12铝合金为原材料,利用微弧氧化技术在其表面制备一层陶瓷膜层,研究了微弧氧化陶瓷膜层的高温氧化动力学、微观形貌、耐蚀性、抗热震性及耐烧蚀性等,分析了不同微弧氧化电压下制备的陶瓷膜层微观形貌差异对其高温氧化性能、抗热震性及耐烧蚀性等的影响。研究结果表明:随着微弧氧化电压的提高,陶瓷膜层厚度及粗糙度随之增加。高温氧化实验中,微弧氧化试样由于陶瓷膜层表面孔隙的存在以及微裂纹的扩展,为氧的扩散提供了通道,导致微弧氧化试样前期增重明显,而其氧化速率系数相对于铝合金原始试样较小,在整个高温氧化实验过程中氧化速率较小,表明陶瓷膜层对基体有一定的保护作用;通过对微弧氧化试样极化曲线及盐雾实验结果进行分析,相对于未经高温氧化实验的陶瓷膜层,高温氧化实验后的陶瓷膜层耐蚀性有所提高,而陶瓷膜层的盐雾耐蚀性并没有明显的变化,其原因在于高温氧化实验时,微弧氧化试样发生了二次氧化,陶瓷膜层中生成了新的氧化物,填充了陶瓷膜层的孔隙及微裂纹,进一步保护铝合金基体。在热震性实验中,微弧氧化陶瓷膜层表面的孔在一定程度上有效的减小内应力的集中,钝化微裂纹,抑制热震微裂纹的扩展,对改善抗热震性能有很大的帮助。而在不同微弧氧化电压下所生成的陶瓷膜层表面形貌差异及微裂纹大小不同,导致了陶瓷膜层在热震性实验中的膜层脱落形式有所不同。在烧蚀实验后,微弧氧化试样的线烧蚀率及质量烧蚀率表明,陶瓷膜层在烧蚀实验中表现出较好的耐烧蚀性能。
【关键词】：铝合金 微弧氧化 高温性能 氧化动力学 耐蚀性 抗热震性
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-18
• 1.1 研究背景8
• 1.2 铝合金的应用8-9
• 1.3 铝合金表面改性研究现状9-14
• 1.3.1 阳极氧化10-11
• 1.3.2 热喷涂11
• 1.3.3 稀土转化膜11-12
• 1.3.4 激光熔覆12-13
• 1.3.5 微弧氧化13-14
• 1.4 微弧氧化的发展状况14-16
• 1.4.1 微弧氧化技术的发展简史14-15
• 1.4.2 微弧氧化技术的研究现状15-16
• 1.5 课题研究的目的、意义和主要内容16-18
• 1.5.1 课题研究的目的和意义16-17
• 1.5.2 课题研究的主要内容17-18
• 第二章 实验材料及方法18-24
• 2.1 实验材料与设备18-19
• 2.1.1 实验原材料18
• 2.1.2 实验试剂18
• 2.1.3 实验设备及研究方法18-19
• 2.2 微弧氧化实验19-20
• 2.2.1 实验原理19
• 2.2.2 微弧氧化实验参数的确定19-20
• 2.2.3 实验步骤20
• 2.3 高温氧化实验20-21
• 2.3.1 实验原理20-21
• 2.3.2 高温氧化实验参数的确定21
• 2.3.3 实验步骤21
• 2.4 微弧氧化陶瓷膜层的结合力测试21
• 2.5 电化学腐蚀实验21-22
• 2.6 盐雾实验22
• 2.7 抗热震性实验22-23
• 2.7.1 实验原理22
• 2.7.2 热震性实验参数的确定22-23
• 2.7.3 实验步骤23
• 2.8 火焰烧蚀实验23-24
• 第三章 微弧氧化陶瓷膜层制备工艺研究24-31
• 3.1 电压对微弧氧化陶瓷膜层的影响24-26
• 3.2 时间对微弧氧化陶瓷膜层的影响26-28
• 3.3 微弧氧化陶瓷膜层微观形貌28-29
• 3.4 本章小节29-31
• 第四章 高温氧化性能研究31-43
• 4.1 微弧氧化试样高温氧化动力学分析31-34
• 4.2 高温氧化实验后陶瓷膜层成分及微观形貌34-37
• 4.3 高温氧化实验后陶瓷膜层的附着力研究37-38
• 4.4 高温氧化后膜层的耐蚀性研究38-41
• 4.4.1 极化曲线分析38-40
• 4.4.2 盐雾实验分析40-41
• 4.5 本章小结41-43
• 第五章 微弧氧化陶瓷膜层抗热震性能研究43-49
• 5.1 热震性实验结果分析43-46
• 5.2 火焰烧蚀性能实验46-47
• 5.3 本章小结47-49
• 结论49-50
• 展望50-51
• 参考文献51-55
• 攻读硕士期间取得的研究成果55-56
• 致谢56

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本文编号：703984