多孔型AlO陶瓷膜阳极氧化制备技术研究

摘要

多孔型Al<,2>O<,3>陶瓷膜阳极氧化制备技术研究材料加工工程本文研究开发了一种制备多孔型,Al<,2>O<,3>陶瓷膜的新工艺。设计制造完成一套硬质阳极氧化处理装置，实现了在铝合金表面制备多孔型Al<,2>O<,3>陶瓷膜。 对铝的常见基本性质，目前常用的多孔型陶瓷膜的制备方法作了阐述。指出本论文所选取制备方法及其选择原因。然后提出本课题的主要研究目的和内容。 介绍了多孔型Al<,2>O<,3>陶瓷膜的制备工艺。对氧化时间、氧化电压、电流密度、氧化温度、槽液成分、后处理等氧化工艺参数和材质对陶瓷膜表面质量、孔隙率、硬度、性能影响做了研究和分析，得到了相应的结论。对陶瓷膜进行了成分检测和SEM观察，针对陶瓷膜的形貌和结构进行了表征。详细研究了阳极氧化中气泡形成机理及对陶瓷膜质量和氧化过程的影响。在对多孔型Al<,2>O<,3>陶瓷膜成膜过程的分析、实验研究结果的基础上，提出新的阳极氧化制备陶瓷膜的成膜机理。 设计开发了脉冲恒流自动控制WD20-500型电源。改进的冷却装置采用槽液外冷辅助工件内冷的复合冷却方式，提高了降热效率，避免了由于局部热量集中引起的“烧蚀”、“粉化”现象的产生，得到的陶瓷膜层表面平整，膜层致密。自行设计开发了一套硬质阳极氧化电压采集控制软件，该软件提高了实验生产效率、实验电压数据的准确性和可靠性。自主研制的纳米封闭剂能够深入渗透到陶瓷膜的微/纳米孔中，阻止了外界与基体铝合金的接触，提高了陶瓷膜的耐磨性及硬度。 通过在动盘表面的生产中应用，在动盘表面获得了膜厚在30μm左右、平均硬度HV=3255N·mm<'-2>、膜厚均匀、孔隙分布均匀的多孔型Al<,2<>O<,3>陶瓷膜，成膜速率可达1.64μm/min。最佳工艺参数为：溶液配方：H<,2>SO<,4>浓度200g/L+草酸+苹果酸10～30g/L，电流密度：3～5A/dm<'2>，氧化温度：5℃，脉冲周期：5s，氧化时间 20min。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1引言

1.2铝及铝合金的性质

1.2.1基本性质

1.2.2合金牌号

1.2.3铝及铝合金的腐蚀

1.3多孔型Al2O3陶瓷膜制备方法

1.4本课题的主要研究目的和内容

1.5本章小结

2实验设备及实验方法

2.1实验材料

2.2实验设备与装置

2.3实验方法及技术路线

2.3.1实验方法

2.3.2技术路线

2.4本章小结

3试验结果及分析

3.1氧化工艺参数对陶瓷膜影响

3.1.1氧化电压和时间的影响

3.1.2电流密度的影响

3.1.3氧化温度的影响

3.1.4槽液成分的影响

3.1.5脉冲周期对氧化电压和膜厚的影响

3.2材质对陶瓷膜的影响

3.3后处理对陶瓷膜影响

3.4 AL2O3陶瓷膜结构模型和微观结构

3.4.1 AL2O3陶瓷膜结构模型

3.4.1 AL2O3陶瓷膜微观结构

3.5多孔型Al2O3陶瓷膜生长模型

3.6本章小结

4结论

参考文献

攻读硕士学位期间科研成果

致谢