微弧氧化
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电解质溶液及其组分对微弧氧化的影响

发布日期:2019-04-28 作者: 点击:

微弧氧化处理后的镁基零件表面陶瓷膜层具有硬度高、耐蚀性强、绝缘性好、膜层与基底金属结合力强,陶瓷厚度在10—100微米,使镁合金表面的耐磨、耐腐蚀、耐热冲击及绝缘等性能得到很大提高。而且,表面的陶瓷层比较致密,孔隙率极低,具有很高的耐腐蚀性能,盐雾腐蚀性能提高5—10倍,综合解决了实际应用的困扰问题,为镁合金开发应用提供了技术保障,对“十五”国家科技攻关计划具有重大意义,其社会效益和经济效益将十分显著。

微弧氧化电解液是获得合格膜层的技术关键。溶液配方应有利于维护氧化膜及随后形成的陶瓷氧化层的电绝缘性,又有利于抑制微弧氧化产物的溶解。不同的电解液成分及氧化工艺参数,所得膜层的性质也不同。微弧氧化电解液多采用含有金属或非金属氧化物碱性盐溶液(如硅酸盐、磷酸盐、硼酸盐等),其在溶液中的存在形式是胶体状态。溶液的pH值一般在9—13之间。根据膜层性质的需要,可添加一些有机或无机盐类作为辅助添加剂。在相同的微弧电解电压下,电解质浓度越大,成膜速度就越快,溶液温度上升越慢,反之,成膜速度较慢,溶液温度上升较快。

在微弧氧化初期,陶瓷膜较为致密,几乎观察不到疏松层,但随着处理时间的延长及膜层的增厚,逐渐形成疏松的表层,疏松层所占比例可高达膜层总厚度的90%左右。

形成疏松表层的原因是由于微弧氧化后期,较高的微弧放电电压对原有膜层的重复击穿,一方面使得内层的氧化过程得以进行,另一方面较大尺寸的放电孔洞存在形成疏松层。 

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。基体元素与氧或与电解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,同时还有由基体中合金元素所形成的金属间化合物。通过调整基体合金成分,可以获得满足性能需要的膜的相组成;改变电解液成分,也可以改变膜层的组成,但是主要是改变疏松层的成分组成。因为致密层成分与合金成分密切相关,几乎不受电解液的影响。如在磷酸盐和硅酸盐的体系中,疏松层中大量含有含磷和含硅化合物,而致密层几乎无磷和硅及其化合物。 

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