mg合金微弧氧化陶瓷膜的显微结构及其性能的研究

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1、太原理：I：大学硕十研究生学位论文Mg合金微弧氧化陶瓷膜的显微结构及其性能的研究摘要采用自制的微弧氧化设备在镁合金表面形成氧化陶瓷膜，用正交、对比实验方法以及综合分析法对硅酸盐．磷酸盐复合溶液体系的微弧氧化溶液配方、起始电压、电流密度、氧化时间等工艺参数进行了系统优化：使用SEM、XRD等检测方法，分析了陶瓷膜的显微组织、生长规律及相结构：采用划痕仪、电化学腐蚀仪、球盘磨损试验机等测试了陶瓷膜的结合力、耐蚀性、耐磨性等性能；进一步在已优化的溶液配方基础上加入了A1203粉末，优化了电流密度、氧化时间等工艺参数的影响，分析比较了加入蹦：0

2、，粉末前后最优工艺参数下所得陶瓷膜的显微组织、相结构及其结合强度、耐蚀性能。结果表明，陶瓷膜大致由内部致密层和外部疏松层组成，致密层组织致密，与基体结合紧密，属于冶金结合；疏松层组织疏松多孔；陶瓷膜表面由大小不一、顶部带有微孔的、类似“火山喷状”的熔融物组成，且局部有裂纹存在。随着微弧氧化时间的延长，表面熔融物，颗粒增大，孔洞分布不均匀且孔径增大；膜层由致密层向疏松层逐渐向外生长，到一定厚度后，以由内向外的混合生长模式进行。陶瓷膜层主要由MgO、MgSiO。、MgSi03、M93(P04)2等相组成。随着氧化时间的延长．MgO含量逐渐增

3、多，MgSi03、M92Si04、M93(P04)2基本保持不变，而MgAl204略有增加的趋势。划痕试验显示在整个加载过程中，膜层无脱落、裂纹及迸裂等现象，膜层与基体之间结合强度很高。电化学腐蚀试验结果表明微弧氧化陶瓷膜层显著提高了镁合金的耐蚀性，且在氧化日'-Jl司为20rain、厚度为45口m时，陶瓷膜的耐蚀性最好，腐蚀速度比原始试样提高了40多太原理：I．：大学硕士研究生学位论文倍。膜层耐蚀性的提高是由其独特的氧化陶瓷膜决定的。摩擦磨损试验表明，与基体相比，陶瓷膜的磨损体积和比磨损率都降低了6倍，显著提高了镁合金基体的耐磨性。加

4、入A120，粉末后，陶瓷膜表面仍由顶部带有孔洞的凸凹不平的熔融物组成，但顶部孔洞明显减少且变小；陶瓷膜的膜层结构并没有发生变化，但疏松层变得较紧实、孔洞减少且变小；陶瓷膜的相结构中出现了～：03；陶瓷膜层耐蚀性有很大程度的提高，腐蚀速度比原始试样降低了三个数量级，比加入～203粉末前降低了两个数量级，这主要是由于加入～203粉末后形成了特殊的含有～203和MgO的复合陶瓷膜决定的。本研究表明利用微弧氧化技术对镁及镁合金进行表面处理，是提高镁及镁合金耐蚀、耐磨性的切实可行的有效方法，形成的微弧氧化陶瓷层和基体结合紧密，显著提高了AZ91D

5、镁合金的耐蚀性、耐磨性。关键词镁合金，微弧氧化，陶瓷膜，结合强度，耐蚀性，耐磨性，A1：O。粉末太原理：I．：大学硕十研究生学位论文STUDYONMICROSTRUCTUREANDPROPERTIESOFCERAMICCOATINGPREPAREDONMAGNESIUMALLOYBYMICR0一ARC0XIDATIONABSTRACTCeramiccoatingswereformedontheMgalloy(AZ91D)byusingtheself-designedequipment，thesolutionformulaeofsilic

6、ate·phosphatesystem，thestartingvoltage，currentdensity,oxidationtimewereoptimizedthroughcontrast，orthogonalandsynthesizedanalysismeans．Thegrowingrules，phasestructureandthemicro-structureofceramiccoatingwerecharacterizedbyscanningelectronicmicro-telephone(SEM)andx—raydiffr

7、action(XItD)；thecohesion，corrosionandwearbehaviorsofceramiccoatingwerestudiedbyscratch，electrochemicalandball-and—diskscartests．TheA1203powderswereaddedintotheoptimizedsolution，andthecurrentdensityandoxidationtimewerealsooptimized；besides，themorphology,cohesionandcorrosi

8、onobtainedwithoutandwithadditionparameter,werecontrasted．resistanceofceramiccoating，whichofA1203powders