6061铝合金微弧氧化起弧前氧化沉积层生长过程研究

摘要

目前针对微弧氧化理论的研究主要集中在陶瓷层的生长阶段，对于起弧前氧化沉积层的生长过程的研究涉及甚少，本文以6061铝合金为研究对象，借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电化学工作站及能谱(EDS)等手段，研究了6061铝合金表面晶界和表面粗糙度以及电解液成分对铝合金微弧氧化起弧前氧化沉积层生长规律的影响，定性的分析和总结了沉积层生长的一般规律，并通过计算机元胞算法建模对理论分析进行了验证。
　　研究结果表明：阳极铝合金表面粗糙度越大，电场的不均衡分布程度越强，起弧时间越短，表面晶界为通电初期提供了更多的电导缺陷，促进了沉积物的产生和生长。电解液中的阴离子为OH-、PO43-、SiO32-等时，与阳极产生的铝离子结合生成难溶解且电阻值较高的化合物，使微区局部电流密度增加，引发起弧放电，氢氧根的存在更有利于提高电流的不均衡分配并促进放电。电解液中的阴离子为氯离子类时，阳极电解产生的铝离子与阴离子结合生成易溶解且阻值较低的化合物氯化铝，这类化合物不会引起阳极表面电阻的不均衡分布，对电流有很强的均散作用，抑制起弧放电，会使阳极的金属铝不断溶解，导致阳极表面的剥离。沉积物在阳极表面的生长过程，是伴随阳极表面微区物质的重构，对电流的不断反馈过程。在电流总是优先经过电阻最低路径这一自发支配原理的作用下，沉积物最终涌现出有序的结构，沉积层的生长过程通过计算机模拟给出了与理论分析一致的结论。

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1 绪论

1.1 铝及其合金

1.2铝及其合金表面处理技术

1.3 微弧氧化技术的特点及应用

1.4 微弧氧化技术的发展史和研究现状

1.5 本文的研究内容

1.6课题研究的技术路线图

2 实验设备与方法

2.1 试验材料

2.2 电解液配制

2.3 实验方案

2.4 实验设备及测试方法

3 表面结构对沉积层生长的影响

3.1 表面晶界对沉积层生长的影响

3.2表面粗糙度对沉积层生长的影响

3.3 本章小结

4 电解液成分对沉积层生长的影响

4.1氢氧化钠的影响

4.2硅酸钠的影响

4.3六偏磷酸钠的影响

4.4氯化钠的影响

4.5本章小结

5.沉积层的生长规律分析

5.1沉积层的形成条件

5.2 沉积层的生长

5.3本章小结

6 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及成果