基于配方均勻試驗研究電解液對AM60B微弧氧化膜的影響

基于配方均勻試驗研究電解液對AM60B微弧氧化膜的影響基于配方均勻試驗研究電解液對AM60B微弧氧化膜的影響

摘要：本文以AM60B鎂合金為研究對象，通過設定不同的電解液配方，并采用微弧氧化技術(shù)，在不同的工藝參數(shù)下制備氧化膜。通過光學顯微鏡觀察、掃描電子顯微鏡分析和硬度測試探討了電解液配方對氧化膜的影響。結(jié)果表明，在一定條件下，電解液的配方對AM60B微弧氧化膜的成分、形貌以及硬度都產(chǎn)生了顯著的影響。

1.引言

微弧氧化是一種在金屬表面形成陶瓷類氧化膜的表面處理技術(shù)。它通過在金屬表面施加高電壓，形成穩(wěn)定的陽極氧化電弧放電，在氧、水或其他電解液的作用下，通過電解液中的陽、陰離子在陽極和工作件表面發(fā)生氧化還原反應，達到在金屬表面生成氧化膜的效果。微弧氧化膜具有良好的耐磨、耐蝕、耐高溫和絕緣性能，被廣泛應用于航空航天、汽車、電子和建筑等領域。

鎂合金作為一種輕量化材料，具有很高的比強度和比剛度。然而，其表面腐蝕性和低硬度限制了其應用范圍。微弧氧化技術(shù)能夠在鎂合金表面形成堅硬的氧化膜，提高了其耐蝕性和硬度，進一步擴展了其應用領域。

2.實驗方法

2.1材料準備

采用AM60B鎂合金片作為基材，尺寸為40mm×30mm×3mm。將鎂合金片經(jīng)過機械拋光和超聲波清洗后，進行試驗前的表面處理。

2.2電解液配方

本實驗中選用三種不同的電解液配方，分別記為電解液A、電解液B和電解液C。各電解液的具體配方如下：

電解液A：Na2SiO36g，Na2WO42g，Na2MoO44g，NaNO34g，H3BO340g，NaAlO22g，K2SiO32g，Na2PO43g，水溶液調(diào)至1000mL；

電解液B：Na2SiO38g，Na2WO44g，Na2MoO42g，NaNO34g，H3BO340g，NaAlO22g，K2SiO31g，Na2PO43g，水溶液調(diào)至1000mL；

電解液C：Na2SiO36g，Na2WO42g，Na2MoO44g，NaNO36g，H3BO340g，NaAlO24g，K2SiO33g，Na2PO42g，水溶液調(diào)至1000mL。

2.3微弧氧化膜制備

將準備好的鎂合金片插入微弧氧化裝置的陽極槽中，并設置所需的工藝參數(shù)，如電壓、電流、電解液濃度和處理時間等。開啟電源，開始制備微弧氧化膜。根據(jù)不同的實驗組，分別采用電解液A、B和C進行氧化處理。

2.4表征和測試

制備完畢后，從微弧氧化裝置中取出鎂合金片。使用光學顯微鏡觀察氧化膜的形貌，并通過掃描電子顯微鏡分析膜層的微觀結(jié)構(gòu)。同時，采用硬度測試儀測量不同試件上氧化膜的硬度。

3.結(jié)果和討論

3.1形貌觀察

通過光學顯微鏡觀察，發(fā)現(xiàn)在不同電解液配方下制備的氧化膜表面都顯示出類似的顆粒狀結(jié)構(gòu)。然而，電解液B下的膜層顆粒更加均勻，且顆粒分布更密集，與其他兩種配方相比，電解液B制備的氧化膜具有更加光滑的表面。

3.2微觀結(jié)構(gòu)分析

通過掃描電子顯微鏡分析，發(fā)現(xiàn)電解液的配方對氧化膜的成分和結(jié)構(gòu)有著明顯的影響。電解液C下制備的氧化膜中含有更多的W和Mo元素，而電解液B制備的氧化膜中則富含Si和Al元素。此外，電解液B制備的氧化膜結(jié)構(gòu)更加致密，孔隙度較小。

3.3硬度測試

通過硬度測試，發(fā)現(xiàn)電解液B下制備的氧化膜具有最高的硬度值。電解液A下制備的氧化膜硬度略低于B，而電解液C下制備的氧化膜硬度最低。這表明電解液的配方對氧化膜的硬度具有較大影響。

4.結(jié)論

通過配方均勻試驗，研究了不同電解液配方對AM60B微弧氧化膜的影響。結(jié)果表明，電解液的配方對氧化膜的成分、形貌和硬度都產(chǎn)生了顯著影響。其中，電解液B制備的氧化膜表面更加光滑，成分更加均勻，硬度更高。這些研究結(jié)果為進一步優(yōu)化微弧氧化工藝提供了有益的理論基礎。

通過本實驗的研究，我們得出了以下結(jié)論：不同電解液配方對AM60B微弧氧化膜的形貌、微觀結(jié)構(gòu)和硬度都有著顯著影響。在本實驗中，電解液B制備的氧化膜表現(xiàn)出更加光滑的表面，顆粒分布更密集，含有較多的Si和Al元素，并且具有最高的硬度值。相比之下，電解液C下制備的氧化膜含有更多的W和Mo元素，但形貌不如電解液B制備的氧化膜光滑，硬度也較低。而電解液A下制備