電解液中添加鈦納米顆粒對(duì)AZ91D 鎂合金表面微弧氧化膜性能的影響研究

邊 昊，梁 軍，彭振軍，周健松

(1.中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所 中國科學(xué)院材料磨損與防護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730000；2.中國科學(xué)院大學(xué)材料與光電研究中心，北京 100049)

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鎂合金因具有高的強(qiáng)度重量比，在運(yùn)輸和航空航天領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。然而，因其較高的化學(xué)活性，其耐腐蝕、耐氧化性差，嚴(yán)重限制了其應(yīng)用[1]。涂層作為防止腐蝕最有效和最簡(jiǎn)單的方法之一，可以通過在金屬和環(huán)境之間提供屏障或通過它們中的化學(xué)物質(zhì)的腐蝕抑制作用來保護(hù)基體。鎂及其合金有多種可行的涂層技術(shù)，包括電(化學(xué))鍍、化學(xué)轉(zhuǎn)化、陽極氧化和有機(jī)涂層等[2]。微弧氧化(MAO)作為一種特殊的處理鋁、鎂、鈦等閥金屬的方法，其借助高壓火花放電在基材表面形成一層冶金結(jié)合的氧化物膜層，相比電鍍、噴涂等方式制備的涂層具有更好的結(jié)合力[3]。然而，鎂合金表面的常規(guī)微弧氧化膜因成分和結(jié)構(gòu)的局限性，性能有限。為了進(jìn)一步提升微弧氧化膜的性能，通常采用在電解液中添加耐磨、高硬度的Al2O3[4]、TiO2[5]、SiC[6]等陶瓷顆粒的方式提升微弧氧化膜耐磨性和耐腐蝕性。該方法與電泳沉積類似，以機(jī)械復(fù)合的方式改變膜層形貌及成分組成。除了直接引入復(fù)合相，有研究通過添加含Zr[7]、Ti[8，9]、V[10]、W[11]、Cu[12]等元素的金屬鹽改變膜層組成，也提升了膜層耐腐蝕性、耐磨性，同時(shí)還改變了膜層的顏色及光吸收性能，擴(kuò)展了其在航天熱控涂層方面的應(yīng)用。但金屬鹽的加入會(huì)對(duì)電解液的pH 值、電導(dǎo)率等產(chǎn)生影響，從而影響放電和膜層生長(zhǎng)過程[13]。……