本文關(guān)鍵詞：硅酸鹽體系下混合添加劑對(duì)鋁合金微弧氧化膜層性能的影響

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【摘要】：微弧氧化技術(shù)是在鋁、鎂、鈦等閥金屬表面獲得硬度高、耐蝕性和耐磨性好的陶瓷膜層的方法。本文利用課題組自行研制的微弧氧化設(shè)備對(duì)鋁合金進(jìn)行表面處理。本文中的試驗(yàn)在恒壓模式下進(jìn)行,向硅酸鹽基礎(chǔ)電解液中分別加入納米TiO2添加劑、納米TiO2+納米ZnO混合添加劑、納米TiO2+La(NO3)3混合添加劑,分別探索上述添加劑對(duì)鋁合金微弧氧化膜層組織和性能的作用規(guī)律。試驗(yàn)中,采用TT230覆層測(cè)厚儀、MHV-1000維氏顯微硬度儀、CR-4032表面粗糙度儀、MMS-2A摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)、VSP電化學(xué)工作站、WS-97涂層附著力劃痕試驗(yàn)儀、DDS-11A電導(dǎo)率儀、KYKY-2800B掃描電鏡及其附帶的能譜儀和X射線(xiàn)衍射儀測(cè)量不同添加劑微弧氧化膜層的厚度、顯微硬度、表面粗糙度、耐磨性能、耐腐蝕性能、膜層與基體的結(jié)合力、電解液電導(dǎo)率、膜層的微觀(guān)形貌、成分及相組成。分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),研究結(jié)果如下:(1)向硅酸鹽基礎(chǔ)電解液中加入納米TiO2添加劑時(shí),其濃度范圍為2-4g/L時(shí),膜層的綜合性能較優(yōu),膜層厚度為59-63μm,硬度為450-510 HV,提高膜層的耐磨和耐蝕性能,改善膜層與基體的結(jié)合力。膜層主要由Al、α-Al2O3、γ-Al2O3和AlTi相組成。(2)向硅酸鹽基礎(chǔ)電解液中加入納米TiO2+納米ZnO混合添加劑時(shí),當(dāng)納米TiO2為4g/L、納米Zn O為2g/L時(shí)膜層的綜合性較好,膜層厚度為52μm,硬度為692HV,提高膜層的耐磨性能和耐蝕性能,改善膜層與基體的結(jié)合力。膜層主要由Al基體、α-Al2O3相、γ-Al2O3相、Al3Ti和鈦鋅(Zn0.6Ti0.4)相組成;當(dāng)納米TiO2為3g/L、納米ZnO為1g/L時(shí)膜層的綜合性能次之。(3)向硅酸鹽基礎(chǔ)電解液中加入納米TiO2+La(NO3)3混合添加劑時(shí),當(dāng)納米TiO2為3g/L、La(NO3)3為0.5g/L時(shí),膜層厚度為71μm,硬度為689HV,提高膜層的耐磨、耐蝕性能,明顯地改善膜層與基體的結(jié)合力。膜層主要由Al基體、α-Al2O3相、γ-Al2O3相、金紅石(Rutile)和SiO2相組成。綜上所述,本文利用課題組自行研制的微弧氧化設(shè)備對(duì)鋁合金進(jìn)行表面處理,與硅酸鹽基礎(chǔ)電解液下制得的微弧氧化陶瓷膜層相比較,硅酸鹽電解液中分別加入納米TiO2添加劑、納米TiO2+納米Zn O混合添加劑、納米TiO2+La(NO3)3混合添加劑后,制備的微弧氧化陶瓷膜層的綜合性能得到顯著的改善。
【關(guān)鍵詞】：硅酸鹽電解液 鋁合金 微弧氧化 陶瓷膜層 混合添加劑
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 第一章緒論8-16
• 1.1 引言8
• 1.2 鋁合金表面改性研究現(xiàn)狀8-11
• 1.2.1 溶膠-凝膠法8-9
• 1.2.2 稀土轉(zhuǎn)化膜9
• 1.2.3 激光熔覆9-10
• 1.2.4 陽(yáng)極氧化10
• 1.2.5 等離子體微弧氧化10-11
• 1.3 微弧氧化技術(shù)簡(jiǎn)介11-14
• 1.3.1 微弧氧化技術(shù)的起源和發(fā)展?fàn)顩r11-12
• 1.3.2 微弧氧化技術(shù)原理12-13
• 1.3.3 影響微弧氧化膜層性能的因素13-14
• 1.4 本文研究的內(nèi)容及意義14-16
• 第二章實(shí)驗(yàn)材料及研究方法16-21
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料及藥品16-17
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備16
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)電參數(shù)及電解質(zhì)溶液配方16-17
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方案17-18
• 2.3 實(shí)驗(yàn)試樣制備及測(cè)量?jī)x器18-21
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)試樣制備18
• 2.3.2 膜層測(cè)量?jī)x器18-21
• 1、膜層測(cè)厚儀18
• 3、電解液電導(dǎo)率儀18-19
• 4、表面粗糙度儀19
• 5、掃描電鏡和能譜儀19
• 6、X射線(xiàn)衍射儀19
• 7、摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)19
• 8、電化學(xué)工作站19-20
• 9、劃痕試驗(yàn)儀20
• 10、實(shí)驗(yàn)用到的其它設(shè)備20-21
• 第三章 硅酸鹽體系下納米TiO_2添加劑對(duì)鋁合金微弧氧化膜層性能的影響21-35
• 3.1 不同濃度納米TiO_2添加劑對(duì)電解液電導(dǎo)率的作用21-22
• 3.2 納米TiO_2添加劑對(duì)微弧氧化膜層厚度的作用22
• 3.3 納米TiO_2添加劑對(duì)微弧氧化膜層硬度的作用22-23
• 3.4 納米TiO_2添加劑微弧氧化膜層截面形貌分析23-24
• 3.5 納米TiO_2添加劑微弧氧化膜層表面微觀(guān)形貌及能譜分析24-27
• 3.6 微弧氧化膜層的物相分析27-28
• 3.7 納米TiO_2添加劑對(duì)微弧氧化膜層表面粗糙度的作用28
• 3.8 納米 TiO_2 添加劑對(duì)微弧氧化膜層顯氣孔率的作用28-30
• 3.9 納米TiO_2添加劑對(duì)微弧氧化膜層耐磨性能的作用30-31
• 3.10納米TiO_2添加劑對(duì)微弧氧化膜層耐腐蝕性能的作用31-34
• 3.11添加劑對(duì)微弧氧化膜層與基體結(jié)合力的作用34
• 3.12本章小結(jié)34-35
• 第四章 硅酸鹽體系下納米TiO_2+納米ZnO混合添加劑對(duì)鋁合金微弧氧化膜層性能的影響35-48
• 4.1 混合添加劑對(duì)電解液電導(dǎo)率的作用36
• 4.2 混合添加劑對(duì)微弧氧化膜層厚度的作用36-37
• 4.3 混合添加劑對(duì)微弧氧化膜層硬度的作用37-38
• 4.4 混合添加劑微弧氧化膜層截面形貌分析38
• 4.5 混合添加劑微弧氧化膜層微觀(guān)形貌及能譜分析38-41
• 4.6 混合添加劑微弧氧化膜層物相分析41
• 4.7 混合添加劑對(duì)微弧氧化膜層表面粗糙度的作用41-42
• 4.8 混合添加劑對(duì)微弧氧化膜層顯氣孔率的作用42-43
• 4.9 混合添加劑對(duì)微弧氧化膜層耐磨性能的作用43-45
• 4.10混合添加劑對(duì)微弧氧化膜層耐腐蝕性能的作用45-46
• 4.11混合添加劑對(duì)膜層與基體結(jié)合力的作用46-47
• 4.12本章小結(jié)47-48
• 第五章 硅酸鹽體系下納米TiO_2+La(NO_3)_3混合添加劑對(duì)鋁合金微弧氧化膜層性能的影響48-63
• 5.1 納米TiO_2+La(NO_3)_3 混合添加劑對(duì)鋁合金微弧氧化膜層性能的影響49-61
• 5.1.1 混合添加劑對(duì)電解液電導(dǎo)率的作用49
• 5.1.2 混合添加劑對(duì)微弧氧化膜層厚度的作用49-50
• 5.1.3 混合添加劑對(duì)微弧氧化膜層硬度的作用50-51
• 5.1.4 混合添加劑微弧氧化膜層截面形貌分析51
• 5.1.5 混合添加劑微弧氧化膜層微觀(guān)形貌及能譜分析51-55
• 5.1.6 混合添加劑微弧氧化膜層物相分析55-56
• 5.1.7 混合添加劑對(duì)微弧氧化膜層表面粗糙度的作用56-57
• 5.1.8 混合添加劑對(duì)微弧氧化膜層顯氣孔率的作用57-58
• 5.1.9 混合添加劑對(duì)微弧氧化膜層耐磨性能的作用58-60
• 5.1.10 混合添加劑對(duì)微弧氧化膜層耐腐蝕性能的作用60-61
• 5.1.11 混合添加劑對(duì)膜層結(jié)合力的作用61
• 5.2 電解液中不同的混合添加劑對(duì)微弧氧化膜層性能的作用61-62
• 5.3 本章小結(jié)62-63
• 第六章 結(jié)論63-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 致謝67-68
• 附錄 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及相關(guān)成果68-69

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 杜克勤,寇瑾,嚴(yán)川偉;黑色微弧氧化陶瓷膜的制備及其性能研究[J];材料保護(hù);2003年06期

2 曾慶冰,李效東,陸逸;溶膠-凝膠法基本原理及其在陶瓷材料中的應(yīng)用[J];高分子材料科學(xué)與工程;1998年02期

3 劉瑞霞;郭鋒;李鵬飛;劉亮;王雙;趙瑞瑞;張艷麗;;稀土元素對(duì)鎂合金微弧氧化陶瓷層表面形貌和結(jié)構(gòu)的影響[J];金屬熱處理;2008年11期

4 李哲奎;顧廣瑞;吳漢華;汪劍波;金曾孫;;電壓對(duì)純鈦微弧氧化膜生長(zhǎng)特性的影響[J];延邊大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年04期

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本文編號(hào)：1046570