镁合金微弧氧化陶瓷层的结合强度及其致密性的研究

摘要

本文采用微弧氧化法在MB8镁合金表面原位生长一层陶瓷层，通过剪切试验及对试样不同断裂面微观形貌的分析，研究了陶瓷层的结合强度及影响因素；利用电击穿试验和SEM分析了能量参数对陶瓷层绝缘强度的影响；采用盐雾腐蚀试验和X射线衍射等方法，探讨了镁合金微弧氧化陶瓷层的盐雾腐蚀机理及其影响因素；对微弧氧化陶瓷层的绝缘强度和耐蚀性之间的内在关系进行了分析和讨论。 研究表明，陶瓷层的结合强度包括膜基结合强度和陶瓷层自身的内聚力，其随电流密度和溶液电导率的增加呈降低趋势；随处理时间的延长，结合强度呈现先增大后减小的趋势，并且在处理30 min左右时结合强度值较高。微弧氧化过程中能量越高，则陶瓷层的微冶金结合程度越高，其膜基结合强度也越高；但能量过大会影响陶瓷层的致密度，从而降低陶瓷层的内聚力。陶瓷层的绝缘强度随电流密度和占空比的增加呈减小趋势，但随频率的增加呈增大趋势；通过控制不同生长阶段能量的大小可以得到致密性好、绝缘强度高的陶瓷层。陶瓷层的腐蚀类型为点蚀，其腐蚀过程为孔蚀的成核及生长过程，即层内MgO相的水化，生成Mg(OH)2的过程；增加陶瓷层的致密度可有效提高陶瓷层的耐蚀性。陶瓷层表面接触角越小，其耐蚀性越差；表面接触角越大，陶瓷层的耐蚀性越好。镁合金微弧氧化陶瓷层的耐蚀性和绝缘强度均与陶瓷层的致密度有关，陶瓷层致密度越高，绝缘强度越大，耐蚀性越好