納米SiO2復合對鋁合金表面微弧氧化層生長動力學的影響

馬世寧， 索相波， 邱 驥， 朱海燕

(1.裝甲兵工程學院 裝備再制造工程系，北京100072;2.酒泉衛星發射中心，甘肅 酒泉732750)

鋁合金微弧氧化(Micro-arc Oxidation，MAO)是一種快速有效的表面處理方法，通過高電壓條件下電解溶液中的鋁合金表面等離子放電反應，在鋁合金表面形成一層厚的鋁及其他多種元素的氧化物陶瓷層，可大幅度提高鋁合金的耐磨、耐蝕、耐高溫性能，還可作為熱障層和絕緣層，拓寬鋁合金的適用范圍，在航空航天、機械、軍工、紡織、石化等領域具有廣泛的應用前景［1－4］。

通過在微弧氧化電解液中添加納米SiO2顆粒構成納米電解液，在鋁合金表面制備納米復合微弧氧化層，可以大幅度提升微弧氧化層綜合性能［5－7］。本文利用納米SiO2電解液在鋁合金表面制備納米復合微弧氧化層，考察納米SiO2復合對微弧氧化層生長動力學特征的影響。

1 實驗材料及過程

實驗所用7A52 鋁合金名義成分(質量分數/%)為:4. 0 ～4. 8Zn，2. 0 ～2. 8Mg，0. 20 ～0. 50Mn，0.30Fe，0.25Si，余量Al。

配制濃度為14g/L 三聚磷酸鈉的水溶液，構成普通微弧氧化電解液;而后將一次粒徑為80nm 的納米SiO2顆粒(濃度為3g/L)和分散劑添加進去，經超聲分散，形成納米SiO2電解液。分別在普通微弧氧化電解液和納米SiO2電解液中進行微弧氧化處理。微弧氧化處理采用恒電壓和恒電流兩種模式，恒電壓模式下微弧氧化處理過程保持電壓530 V，恒電流模式下微弧氧化處理過程保持電流密度15A/dm2。微弧氧化處理共300min，期間定時測量微弧氧化層厚度，厚度測量采用TT230 渦流測厚儀。采用Quant200 F 場發射掃描電鏡(SEM)觀察微弧氧化層形貌。……