溶胶涂覆与微弧氧化制备镁合金陶瓷膜的研究

摘要

微弧氧化技术作为近些年来最有发展前景的表面处理技术，处理后金属的耐磨性、耐蚀性、机械强度以及电绝缘性得到了很大提高。本文采用溶胶-凝胶法结合微弧氧化技术，制备出了具有优良性能的镁合金复合陶瓷膜。
　　 采用有机醇盐水解法制备了SiO2溶胶。通过TEOS与水的配比变化，确定了制备SiO2溶胶的最佳配比。研究了溶胶粘度与陈化时间的关系，在24小时到40小时之间，溶胶粘度适宜，利于成膜。红外检测分析了溶胶组分成键情况，溶胶粉体红外波数在1085 cm-1附近含有大量的Si-O-Si键的伸缩振动吸收峰，表明溶液中己形成了SiO2胶粒。紫外吸收光谱表明SiO2胶粒表现出了纳米粒子的特性。
　　 采用化学还原法制备了银溶胶，溶胶呈茶色。银溶胶的紫外吸收光谱表明：溶胶的吸收峰在330 nm-500 nm之间，与纳米银溶胶吸收峰相比较，确定制备出的银溶胶中有纳米银；将银溶胶烘干制成粉体，进行X射线衍射分析，结果表明银溶胶粉体中存在单质银，另外还有氧化银；粘度测试表明银溶胶比较稳定。
　　 将制备的SiO2溶胶涂覆于MAO试样上，进行二次微弧氧化处理，得到了复合膜层。SEM检测结果表明：几乎观察不到膜层的孔洞和裂纹，含Si量明显大于微弧氧化膜层；电化学分析、腐蚀失重的结果表明复合膜层的耐蚀效果更好，较单一微弧氧化膜，腐蚀电位正移了0.07V，腐蚀电流密度降低了一个数量级；腐蚀失重速率由0.1258mg/cm2h，降低为0.0477mg/cm2h。
　　 将制备的银溶胶涂覆于MAO试样上，进行二次微弧氧化处理，得到了复合膜层。SEM检测结果表明：膜层更加致密，孔隙率减小；复合膜层含有Ag元素；XRD检测结果表明，膜层中有了银的化合物产生。腐蚀失重和电化学测试表明，较单一微弧氧化膜，腐蚀失重速率由0.1258mg/cm2·h降至0.0736mg/cm2·h，电位正移0.04 V，电流密度降低了1/2；摩擦磨损检测，复合膜层的耐磨性有了很大提高。