ИССЛЕДОВАНИЕ КЕРАМИКОПОДОБНЫХ ПОКРЫТИЙ, ФОРМИРУЕМЫХ НА АЛЮМИНИЕВЫХ КОМПОЗИТАХ МЕТОДОМ МИКРОДУГОВОГО ОКСИДИРОВАНИЯ

摘要

Методом микродугового оксидирования в силикатно-щелочном электролите были сформированы керамикоподобные покрытия толщиной до 40 мкм на алюминиевых композитах без добавок и легированных медью (1 и 4.5%). Образцы композитов получали методом порошковой металлургии (холодное прессование и спекание в форвакууме). Увеличение концентрации меди в композитах до 4.5% приводит к замедлению роста анодного напряжения на начальном этапе процесса оксидирования, соответствующем образованию барьерного слоя. Покрытия исследовали методами растровой электронной микроскопии, рентгеновского микроанализа, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и рентгенофазового анализа. Морфология их поверхности соответствует морфологии поверхности покрытий на компактных алюминиевых сплавах. По данным рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии на покрытии формируется тонкий слой толщиной около 1 мкм, состоящий преимущественно из компонентов электролита. Рентгенофазовый анализ показал, что покрытия в основном состоят из оксида γ-Аl_2O_3, а также фазы η-Аl_2O_3, пики которой уширены, что характерно для рентге-ноаморфной составляющей и может быть связано с наличием нанокристаллических областей в структуре. В составе покрытий на композите Аl + 4.5% Си были также обнаружены муллит Аl_2SiO_5 и оксид меди (СuО). Избыточное содержание алюминия в покрытиях может быть связано с вошедшими в их структуру остаточными включениями неокисленного материала алюминиевых композитов.%Ceramic-like coatings with the thickness up to 40 μm have been formed on aluminum composites without additives and with copper additives (1 and 4.5%) in silicate-alkaline electrolyte by microarc oxidation. The composites have been prepared by powder metallurgy (cold pressing and sintering in fore vacuum). An increase in copper concentration in the composites to 4.5% leads to a retardation of anode voltage growth on the initial stage of oxidation corresponding to formation of a barrier layer. The coatings have been studied by scanning electron microscopy, X-ray microanalysis, X-ray photoelectron spectroscopy, and X-ray diffraction. The morphology of their surface corresponds to the morphology of the surface of the coatings on compact aluminum alloys. According to X-ray photoelectron spectroscopy, a thin 1 urn layer forms on the surface. It consists predominantly of electrolyte components. X-ray diffraction analysis has been shown that the coatings mainly consist of γ-Аl_2O_3 oxide, as well as the η-Аl_2O_3 phase, whose peaks are broadened, which is characteristic of the amorphous component and may be due to the presence of nanocrystalline regions in the coating structure. In the coatings on the composite Al + 4.5% Cu, mullite Аl_2SiO_5 and copper oxide CuO are also found. The excessive aluminum content may be associated with residual unoxidized aluminum inclusions in the structure of the coatings.