薄膜制备技术论文郭皓

《薄膜制备技术论文郭皓》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、二0—五年专业课论文薄膜制备技术学院：材料科学与工程学院专业：材料工程姓名：郭皓学号：2014231008专业课教师：张晓峰A——刖吞镁是最轻（密度1.4g/cm3）和最易机加工的结构金属,具有许多优异性能，如硬度/质量比（铸造镁合金）和强度/质量比（变形镁合金）高,可铸性，可焊性和延展性好，导热，导电能力强，尺寸稳定性高，对震动、噪音的缓冲能力强,可再生，对环境的污染小。镁合金目前在航空、汽车、电了工业上的应用口益广泛，年增长速度达到20%。尽管镁有丰富的储量和优异的结构性能，但到目前为止主要是作为非结构材料使用。镁作为结构材料

2、的应用潜力未得到开发，主要是因为镁较差的耐腐蚀性。镁是极其活泼的金屈，标准电极电位较负（-2.36V）,即使在室温下也会与空气发生反应生成一层口然氧化膜，这层膜对基体虽有一定的防护作用，但不适用于大多数腐蚀性环境，并11其表面呈碱性，pH值大约为10.5,不利于涂装,因此镁合金的腐蚀问题制约了镁合金的广泛应用和产业化为了提高镁合金的抗腐蚀性能，科学工作者就防护技术进行了大量的研究，也提出了一些表面处理技术，如添加合金元素化学转化膜金屈涂层和阳极氧化等。微弧氧化表而处理技术具有工艺简单效率高无污染，处理工件能力强等优点，因此，引起世

3、界各国研究人员的关注。二微弧氧化技术1微弧氧化技术的简介微弧氧化概念捉岀于20世纪50年代，70年代后期逐步引起国外学术界的研究兴趣，80年代开始成为国内外学者的研究热点。期间出现了“微弧氧化”、“表面陶瓷化”、“微等离子体氧化”等不同的表述概念，近几年來趋向于使用“微弧氧化Micro-arcOxidation,简称MAO”，又称为微等离子体氧化(MpOMicroplasmaOxidation)或阳极火花沉积(ASD-Anodicsparkdeposition),是指将铝、镁、钦等金屈或合金置丁•电解液屮，在强电场作用下阳极表而出

4、现微区弧光放电现象，微弧区瞬间高温烧结作用导致试样表面原位生成与基体冶金结合的氧化物陶瓷层的表面技术。这一研究内容涉及到屯解液配方、陶瓷层的组织结构及性能试验等方面。与其他工艺相比较，微弧氧化工艺以其技术简单、效率高、无污染、处理工件能力强等优点，而引起企业界的极大关注。早在上世纪30年代，人们就发现在常规氧化膜的表而会随着氧化电压的升高而出现火花放电现象，但直到70年代丽后才注意到这种现象在金属表面氧化处理中具冇实用价值，随后开始对这种微屯弧现象进行研究，美国伊利诺人学和德国卡尔马克思城工业大学等单位用直流或单向脉冲电源研究了A

5、l、Ti等金属表面火花放电沉积膜；俄罗斯科学院无机化学研究所的研究人员在1977年独立发表了一篇论文，开始此技术的研究，他们采用交流电压模式，使用电压比火花放电阳极氧化高，并称Z为微弧氧化。口80年代德国学者Kurzcp利用火花放电在纯铝表面获得含H-A12O3的硬质膜层以來，微弧氧化技术获得了很大进展。对于微弧氧化的技术和设备，在俄罗斯、美国、德国、法国、韩国、屮国等国家均有专利申请，法国一家拥有该项专利技术的公司MofratechinSeynodyon称此技术将对铝、镁、钛的应用产生很大的彩响。十几年来，铝合金微弧氧化技术已先

6、后在纯铝、铝镁合金、铝硅合金、铝铜镁合金以及铝基复合材料等基体上取得突破。在美、英、俄仃等国，微弧氧化陶瓷层作为耐磨、耐腐蚀、抗热冲击以及绝缘涂层，已经在航空航天、兵器、汽车工业以及机械电子等许多领域发挥着日益重要的作用。尤其是俄罗斯，由于陶瓷层出色的耐磨性和良好的膜基结合力，微弧氧化技术已经在高速纺织零件上成功应用。2微弧氧化技术的原理微弧氧化又称微等离了体氧化或阳极火花沉积。它是在Mg、Al.Ti等有色金属表面原位生长陶瓷膜的一种新技术。微弧氧化（MAO）突破传统阳极氧化技术的限制，电压由工作区域引入到高压放电区，电压由几十伏

7、迅速提高到几百伏，氧化电流由小电流发展到大电流，使工件表面产生火花放电、辉光甚至火花斑。釆用该技术能在合金表而生长一层致密的氧化物陶瓷膜，该膜与基体结合力强、厚度可控制，并且处理工件尺寸变化小，极大改善了合金的耐磨损、耐腐蚀、抗热冲击及绝缘性能，在航空、航天、机械、电子以及生物材料等领域冇广泛的应用前景。微弧氧化表面处理技术开始于20世纪70年代屮期的前苏联，我国则在20世纪90年代开始该领域的研究。随着镁合金的开发与应用，镁合金的微弧氧化表而处理技术已成为镁合金表而处理研究的热点，是一种很冇前途的镁合金表面处理技术。3微弧氧化与

8、普通阳极氧化的比较微弧氧化是从普通阳极氧化发展而来的，英装置包括专用高压电源、氧化槽、冷却系统和搅拌系统。氧化液大多采用碱性溶液，对环境污染小。溶液温度以室温为宜，温度变化较宽。溶液温度对微弧氧化的影响比阳极氧化的小得多,因为微弧区烧结温度达几千度