7A55铝基表面微区等离子烧结复合陶瓷涂层的工艺与机理

摘要

目的通过优化电解液配方和电参数输出模式,得到改性微弧氧化新工艺,制备出综合性能优良的SiO2-Al2O3复合陶瓷涂层。方法采用碱性硅酸盐体系电解液为诱发起弧剂,加入80~150 mL/L的碱性硅溶胶溶液和60~80 g/L蔗糖等成分为辅助添加剂,同时在电参数中加入负电参数,在7A55铝合金基体表面完成了SiO2-Al2O3复合陶瓷涂层的制备。采用SEM和EDS等测试方法分析了复合陶瓷的微观形貌和组成元素,并与制备单一Al2O3陶瓷涂层的微弧氧化工艺进行对比,分析新工艺的成膜机理。结果改性新工艺能够在7A55铝合金基体表面制备出SiO2-Al2O3复合陶瓷涂层,厚度达到100μm以上,其制备效率相比微弧氧化制备单一Al2O3陶瓷涂层提高了2~3倍。复合陶瓷涂层由表及里,Al2O3含量增加,SiO2含量减少,表面呈致密的球形颗粒状,没有单一Al2O3陶瓷涂层的微裂纹和大量烧蚀孔洞。新工艺除了微区放电形成微区等离子弧烧结,得到Al2O3陶瓷涂层外,还有SiO2的吸附沉积,为吸附与烧结综合作用过程。结论加入含纳米SiO2的碱性硅溶胶等成分改性电解液,有利于改善陶瓷涂层结构,提高致密性。