提高微弧氧化致密层厚度的工艺方法探索

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1、摘要微弧氧化技术是通过电解液中高压放电作用，使合金表面形成硬质陶瓷层的一种新工艺，所形成的陶瓷膜层具有硬度高、绝缘性和耐蚀性好，与基体结合力强的优点，是一种极具发展前途的合金表面处理技术。本课题采用自制的微弧氧化简易装置，在AZ91D镁合金表面制备了具有陶瓷特性的氧化膜。初步研究了电解液种类、工艺参数对氧化膜厚度、致密度的影响，并对氧化膜的形成机理及生长过程进行了探讨。本实验电解液选用碱性电解液，主要有氢氧化钠、硅酸盐、磷酸盐、铝酸盐等四种体系。实验电压选用70．130V，电流密度为(O．1．0．25)A／era2。对不同

2、电解液中形成的氧化陶瓷膜进行SEM分析可知：NaOH电解液形成的氧化膜由平滑层和在平滑层上熔融颗粒堆叠而成的颗粒物组成；硅酸钠和磷酸钠电解液中形成的氧化膜表面布满了许多大小均匀的孔洞，孔洞周围有微裂纹；镁合金在铝酸钠电解液中生长的氧化膜呈片层状结构，孔洞大小不一，数量很少，孔洞周围没有发现裂纹的存在。由表面形貌可以看出，硅酸钠电解液中生成的氧化膜的表面孔洞较小，致密性最好。微弧氧化膜中不仅含有基体金属及其合金的元素，也有来自电解液中的元素，基体元素与氧或与溶液中的离子反应生成的各种结构的氧化物是膜层的主体相，在硅酸钠和磷酸

3、钠电解液中生成的氧化膜物相主要由MgO、MgSi04、M93(P04)2及无定形相组成，由于前者MgO的相对含量高，故硅酸钠电解液形成的陶瓷膜致密性好。在氢氧化钠电解液中，镁合金微弧氧化陶瓷膜的厚度随着实验时间的增加而增厚，随着电解液浓度的增大而减小；在硅酸钠及磷酸钠电解液中，镁合金微弧氧化陶瓷膜的厚度随着实验时间的增加而变厚，随着电解液浓度的增大而增加；在铝酸钠电解液中，氧化膜层的厚度基本不随实验时间的增加而变化，随着电解液浓度在增大而减小。在这四种电解液中，镁合金在硅酸钠电解液和磷酸钠电解液中生长的氧化膜性能较好，膜层

4、比较均匀，在硅酸钠电解液中形成的膜层相对较薄，硬度较高，北京工业大学=I=学硕+学位论文膜层比较致密。在0-1．5h时间内主要进行致密层的生长，超过这个时间段内氧化膜开始变的疏松多孔。即在1．5h内可以得到既具有高厚度和好致密性的氧化膜层。关键词微弧氧化：镁合金；陶瓷膜；致密性；电解液ABSTRACThlheinv嚣石g撕on，theMAOpI．oeessmg∞ma蹦iuma110yAZ91Dw鹤earriedoutbymmgof也epowersupplym趣mfa戍uredwimoWowndesign．Theeffect

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