混合添加剂对陶瓷层组织形貌的影响

 
 
 
L6号电解液：Na2SiO3+KOH+T8 g/l 2 g/l 5-15 g/l选四组平行试样进行等离子体电解氧化，K2Cr2O7：Na2WO4：Na2B4O7＝1：1：1.6的比例进行试验。如表3-16所示。由表3-16知，多种添加剂共同作用形成的陶瓷膜层厚度明显增加，铝的衍射峰明显降低，α-A12O3和γ-A12O3的衍射峰显著提高。
 

 
 
同时检测到WAl12相(如图3-32)。试验过程中还发现，当T含量大于15 g/l时试样表面无法形成微弧放电，等离子体电解氧化过程不能进行。分析认为可能是由于添加剂含量过多，致使电解液分散性不好，在PEO过程中影响其向铝基体表面的传质。多种混合添加剂共同作用下生成的PEO陶瓷层的表面形貌如图3-33所示。
 


 
 
可见，此时形成的陶瓷膜层表面较为光滑，放电孔道明显减少，陶瓷层封闭较好。同时，在高倍下(图3-33(b))看到，PEO陶瓷层表面出现微裂纹。这可能是由于Na2WO4的加入导致γ-A1203相转化为α-A1203的转化率变大，由于转化过程中的体积收缩作用使得膜层中的应力也逐渐增大，当应力增大到一定程度后会使膜层产生许多相变微裂纹。
分析认为：K2Cr2O7作为强氧化剂，铬酸盐为缓蚀剂，在PEO过程中抑制了多孔层的生长，导致外部多孔层厚度变小，这样有利于氧进入内部紧密层，使来自基体的铝被更加有效的氧化，这样就提高了膜层中铝含量；WO42-很容易吸附到铝合金基体的表面，使铝合金表面形成均匀、致密的氧化膜，有助于等离子体电解氧化反应的进行。同时吸附在铝基体的WO42-成为外来杂质放电中心，产生等离子放电，使氧化膜表面熔融、烧结，形成具有陶瓷结构的膜层。随WO42-质量浓度的增加，表面放电中心相应增多，槽压下降。Na2WO4的加入，能抑制等离子体电解氧化陶瓷层中多孔层的增厚，使层中Al元素的氧化反应更加充分，有利于α-A12O3的形成；在等离子体电解液中加入Na2B4O7后，其在电解氧化过程中会发生分解，并且参与成膜反应，与铝化合形成了AlB2和AlB12两种相。并且由于Na2B4O7的加入使微区弧光放电温度增加，有利于γ-A12O3向α-A12O3的转变。由于α-A12O3硬质相提高，使致密层厚度增加，可明显提高膜层的耐腐蚀性能。http://www.dgzhenghang.cn