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铝合金微弧氧化陶瓷层特性及超声波效应机理研究

作　者: 蔡景瑞
导　师: 沈德久
学　校: 燕山大学
专　业: 材料学
关键词: 微弧氧化铝合金超声波相组成耐蚀性
分类号: TG178
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本文采用6061铝合金作为基体材料，利用自制的WH-1A型微弧氧化设备对铝合金试样进行表面陶瓷化处理，研究了6061铝合金在硅酸盐和磷酸盐混合体系电解液中进行微弧氧化处理生成陶瓷层的基本特性；为了解决微弧氧化陶瓷层中后期生长速率慢、质量差、能耗高等问题，在微弧氧化试验过程中引入超声波效应。研究了微弧氧化全阶段引入超声波，不同阶段引入超声波对微弧氧化过程参数及陶瓷层特性的作用影响。研究结果表明：微弧氧化方法生成的陶瓷层是在基体上原位生长，与基体结合牢固，涂层内部为典型的蜂窝状结构；在硅酸盐和磷酸盐混合体系电解液中生成的陶瓷层由α-Al₂O₃、γ-Al₂O₃、3Al₂O₃·2SiO₂和AlPO₄组成；陶瓷层内残余应力为压应力，且随着处理时间的延长先增加后减小，热处理和超声波振荡能够改变陶瓷层内残余应力分布；超声波的引入，改变了电压-电流曲线变化趋势，促使陶瓷层快速生长，极大提高了陶瓷层的极限厚度；起弧电压随着超声波功率的增加而降低；超声波作用对陶瓷层的相组成没有发生改变，但促进了相变的发生，α-Al₂O₃含量明显提高；超声波作用提高了陶瓷层的硬度、耐蚀性，同时降低了表面粗糙度；在微弧氧化前期引入超声波，能够最大程度促进电解液参与反应，使得陶瓷层内Si、P含量最高，表面最光滑、致密，耐蚀性最好，比后期引入提高了3.6倍；后期引入超声波对陶瓷层的生长促进作用最明显，并且陶瓷层内α-Al₂O₃相含量最高。

铝合金微弧氧化陶瓷层特性及超声波效应机理研究

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