鋁合金黑色微弧氧化陶瓷膜層的制備及性能研究.pdf

1、鋁合金因具有密度小、比強度高、易加工成型和導電(熱)性好等優(yōu)點,成為輕量化制造的主要材料。然而，鋁合金本身存在易腐蝕易老化等缺點，且顏色單一，限制了其在一些特殊領域的應用。采用微弧氧化技術，利用不同著色離子，可在鋁合金表面形成耐腐蝕耐老化且不同顏色的陶瓷膜層。其中由于黑色膜層具有較高的光吸收率和紅外輻射能力，使其在航空航天、汽車工業(yè)、光學器件、建筑與裝飾等多個領域具有廣泛的應用前景。但是黑色微弧氧化陶瓷膜層附著力相對較低，本文針對鋁合金

2、黑色微弧氧化陶瓷膜層附著力性能不足的問題，主要開展了以下研究。
　　首先，研究了不同著色離子(Co2+、Cu2+、WO42-、VO3-)在微弧氧化過程中的著色規(guī)律及相應陶瓷膜層附著力性能。在相同摩爾濃度及負壓條件下，利用恒流模式制備了顏色不同的陶瓷膜層。用掃描電子顯微鏡(SEM)，能譜儀(EDS)分別評價了膜層的結構和元素含量。利用熱震試驗評價了膜層的附著力狀況。結果表明：離子濃度對陶瓷膜層的顏色及附著力性能具有重要影響。離子濃度

3、升高使膜層顏色加深，但也使相同條件下制備的黑色微弧氧化膜層附著力性能降低，在熱震試驗中最容易剝落。
　　其次，通過在硅酸鹽電解液中加入NH4VO3，在鋁合金表面制備了黑色陶瓷膜層。利用分光光度計、熱震試驗評價黑色膜層的光吸收性能以及與鋁合金基體的附著力狀況，采用掃描電鏡(SEM)、能譜儀(EDS)研究黑色膜層的生長過程。結果表明：黑色微弧氧化膜層具有優(yōu)異的吸光性能，但抗熱震性能較差，表層易發(fā)生剝落。黑色膜層的生長過程可分為兩個階段

4、：前期以基體的氧化為主，得到的膜層顏色較淺，與基體結合緊密；而后期以電解液中化合物的沉積為主，膜層顏色加深，并與前期生長的膜層發(fā)生分層，導致膜層的結合力變差。
　　最后，通過優(yōu)化電解液成分及調節(jié)微弧氧化過程中負電壓值，進一步提高了黑色陶瓷膜層的附著力性能。用掃描電子顯微鏡(SEM)，能譜儀(EDS)分別評價了膜層的結構及成分。熱震試驗評價黑色陶瓷膜層與鋁合金基體的附著力狀況。結果表明：電解液中Na3PO4含量的增加可使膜層的附著力