ZrO2纳米粉对Al-Si合金微弧氧化陶瓷层组织和性能的影响

论文摘要

为提高铝硅合金在高温环境下的服役寿命,文中通过微弧氧化技术在硅酸盐体系电解液中于Al-Si合金表面制备ZrO2-Al2O3陶瓷层。采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分别对陶瓷层进行了表面、截面形貌以及物相组成分析。利用涡流测厚仪测量不同ZrO2加入量的膜厚,分析ZrO2-Al2O3体系陶瓷层的生长速率,通过自制隔热装置对陶瓷层进行隔热性能测试。研究结果表明:Al2O3陶瓷层表面由许多胞状熔融物烧结而成,粗糙度较大,并分布着孔洞较大的放电通道,膜厚约10μm;ZrO2-Al2O3陶瓷层表面除了胞状熔融物还有细小的颗粒,粗糙度较小,且陶瓷层更加致密,膜层厚度达到25μm。两种体系陶瓷层均形成了Al2O3及SiO2相,且在15°～50°范围内出现"馒头包"现象,说明陶瓷层中有非晶成分,但ZrO2-Al2O3陶瓷层中衍射峰"馒头包"的现象更为严重,非晶成分含量更高,说明在微弧氧化过程中ZrO2纳米粉的加入有利于亚稳相γ?Al2O3的形成。陶瓷层生长速度研究结果表明,电解液中ZrO2的浓度越大,陶瓷层厚度越厚,生长速度先增大后减小。隔热性能测试结果显示,随ZrO2含量的增多,陶瓷层的隔热温度升高,ZrO2的加入对涂层的隔热起到增强的作用。

论文目录

• 1 实验材料及方法
• 2 结果与分析
•   2.1 ZrO2纳米粉浓度对起弧电压的影响
•   2.2 ZrO2纳米粉对PEO陶瓷层成膜速率的影响
•   2.3 ZrO2纳米粉浓度对PEO陶瓷层微观组织的影响
•   2.4 ZrO2纳米粉浓度对PEO陶瓷层元素含量的影响
•   2.5 ZrO2纳米粉浓度对陶瓷层XRD相成分影响
•   2.6 ZrO2纳米粉浓度对PEO陶瓷层性能的影响
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 李斌,王萍

关键词: 合金,等离子体电解氧化,纳米粉,热防护性能

来源: 西安工业大学学报 2019年04期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

专业: 金属学及金属工艺

单位: 西安工业大学材料与化工学院

基金: 陕西省重点研发计划项目(2018GY-V111),陕西省教育厅产业化培育项目(17JF009),榆林科技计划项目(2016-16-4)

分类号: TG174.4

DOI: 10.16185/j.jxatu.edu.cn.2019.04.012

页码: 442-450

总页数: 9

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