鋁合金微弧氧化陶瓷層整體著色與表面染色研究.pdf

1、鋁合金微弧氧化陶瓷層的硬度高、耐磨損、耐腐蝕、與基體結(jié)合力好，同時，微弧氧化陶瓷層表面呈多孔結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)的吸附特性。通常情況下，在硅酸鹽系電解液中制備的陶瓷層多為白色或者灰白色?；诖?，本文主要采用微弧氧化整體著色和表面染色兩種方法對陶瓷層進(jìn)行處理，主要研究偏釩酸銨、鉻酸鉀、高錳酸鉀濃度對微弧氧化過程、陶瓷層成分、結(jié)構(gòu)和性能的影響。通過對比分析，研究著色鹽種類對微弧氧化整體著色的影響，并深入探討微弧氧化著色機(jī)制。同時，文中還研究了微弧

2、氧化陶瓷層底色和厚度對染色的影響，并對染色后陶瓷層的性能進(jìn)行分析。
　　實驗中采用SEM、EDS、XRD、分光測色儀對不同微弧氧化陶瓷層的微觀形貌、化學(xué)成分、相結(jié)構(gòu)和顏色進(jìn)行表征；通過紫外-可見光分光光度計對陶瓷層的光學(xué)性能進(jìn)行研究；通過電化學(xué)方法評價不同陶瓷層的耐蝕性。
　　結(jié)果表明：隨著電解液中偏釩酸銨濃度增大，陶瓷層顏色逐漸加深呈黑色，反射率減小，V含量先增大后減小，最大值為23.93at.％，陶瓷層由晶態(tài)結(jié)構(gòu)向非晶態(tài)

3、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變；當(dāng)偏釩酸銨濃度為6g/L時，陶瓷層明度值最小。隨著電解液中鉻酸鉀濃度增大，陶瓷層顏色逐漸加深呈黑色，陶瓷層中Cr含量不斷增大，最大值為18.61 at.%，陶瓷層主要由γ-Al2O3和α-Al2O3構(gòu)成，其他元素則以無定形結(jié)構(gòu)存在；當(dāng)鉻酸鉀濃度為8 g/L時，陶瓷層明度值最小。隨著電解液中高錳酸鉀濃度增大，陶瓷層顏色不斷加深呈棕色，陶瓷層中Mn含量在35at.%左右呈波動變化；且加入高錳酸鉀后，陶瓷層的非晶態(tài)程度增強(qiáng)；當(dāng)高錳酸

4、鉀濃度為2g/L，陶瓷層明度值最小。由電化學(xué)實驗可知，當(dāng)偏釩酸銨濃度為8g/L、鉻酸鉀濃度為2 g/L、高錳酸鉀濃度為0.5g/L，陶瓷層的耐蝕性最好，其腐蝕電位分別為-0.3405V、-0.1085V、-0.3405V，且著色鹽的加入能夠不同程度地提高陶瓷層的耐蝕性。由微弧氧化陶瓷層表面染色研究可知：陶瓷層底色越淺、厚度越大，染色效果越好。由于微弧氧化陶瓷層的多孔結(jié)構(gòu)和吸附特性，能夠使染料吸附在陶瓷層表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，最終使陶瓷層染上