LY12铝合金微弧氧化陶瓷膜层高温性能研究

摘要

针对于铝合金微弧氧化的研究，目前主要集中在陶瓷膜层的组织结构分析、电解液体系和电参数对陶瓷膜层性能方面的影响，而对于陶瓷膜层服役过程中的高温耐蚀性、耐磨性及抗氧化性等高温性能的研究相对较少，因此，研究铝合金微弧氧化陶瓷膜层的高温性能，对铝合金微弧氧化制品的高温服役行为具有重要的理论意义。
　　本文以LY12铝合金为原材料，利用微弧氧化技术在其表面制备一层陶瓷膜层，研究了微弧氧化陶瓷膜层的高温氧化动力学、微观形貌、耐蚀性、抗热震性及耐烧蚀性等，分析了不同微弧氧化电压下制备的陶瓷膜层微观形貌差异对其高温氧化性能、抗热震性及耐烧蚀性等的影响。
　　研究结果表明：随着微弧氧化电压的提高，陶瓷膜层厚度及粗糙度随之增加。高温氧化实验中，微弧氧化试样由于陶瓷膜层表面孔隙的存在以及微裂纹的扩展，为氧的扩散提供了通道，导致微弧氧化试样前期增重明显，而其氧化速率系数相对于铝合金原始试样较小，在整个高温氧化实验过程中氧化速率较小，表明陶瓷膜层对基体有一定的保护作用；通过对微弧氧化试样极化曲线及盐雾实验结果进行分析，相对于未经高温氧化实验的陶瓷膜层，高温氧化实验后的陶瓷膜层耐蚀性有所提高，而陶瓷膜层的盐雾耐蚀性并没有明显的变化，其原因在于高温氧化实验时，微弧氧化试样发生了二次氧化，陶瓷膜层中生成了新的氧化物，填充了陶瓷膜层的孔隙及微裂纹，进一步保护铝合金基体。在热震性实验中，微弧氧化陶瓷膜层表面的孔在一定程度上有效的减小内应力的集中，钝化微裂纹，抑制热震微裂纹的扩展，对改善抗热震性能有很大的帮助。而在不同微弧氧化电压下所生成的陶瓷膜层表面形貌差异及微裂纹大小不同，导致了陶瓷膜层在热震性实验中的膜层脱落形式有所不同。在烧蚀实验后，微弧氧化试样的线烧蚀率及质量烧蚀率表明，陶瓷膜层在烧蚀实验中表现出较好的耐烧蚀性能。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 铝合金的应用

1.3 铝合金表面改性研究现状

1.4 微弧氧化的发展状况

1.5 课题研究的目的、意义和主要内容

第二章 实验材料及方法

2.1 实验材料与设备

2.2 微弧氧化实验

2.3 高温氧化实验

2.4 微弧氧化陶瓷膜层的结合力测试

2.5 电化学腐蚀实验

2.6 盐雾实验

2.7 抗热震性实验

2.8 火焰烧蚀实验

第三章 微弧氧化陶瓷膜层制备工艺研究

3.1 电压对微弧氧化陶瓷膜层的影响

3.2 时间对微弧氧化陶瓷膜层的影响

3.3微弧氧化陶瓷膜层微观形貌

3.4本章小节

第四章 高温氧化性能研究

4.1 微弧氧化试样高温氧化动力学分析

4.2 高温氧化实验后陶瓷膜层成分及微观形貌

4.3 高温氧化实验后陶瓷膜层的附着力研究

4.4 高温氧化后膜层的耐蚀性研究

4.5 本章小结

第五章 微弧氧化陶瓷膜层抗热震性能研究

5.1 热震性实验结果分析

5.2 火焰烧蚀性能实验

5.3 本章小结

结论

展望

参考文献

攻读硕士期间取得的研究成果

致谢