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碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al)具有价格低廉、制备简单、高强度、高硬度和高热导率等优点广泛应用于航空航天和电子封装领域,但由于SiC颗粒的存在,使其内部组织结构极不均匀,故易在氯离子环境中形成腐蚀微电池而遭受点蚀等破坏。本论文采用无压渗透法制备SiCp/Al复合材料,并运用化学镀镍和微弧氧化两种方法对其表面改性,通过改变工艺参数制备了不同表面膜层的SiCp/Al复合材料,使用扫面电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和扫面电化学显微镜(SECM)、PARSTAT2273电化学工作站等相关技术研究了SiCp/Al复合材料表面膜层形貌、结构、厚度和其在3.5 wt%NaCl溶液中的耐蚀性能。 研究表明,采用化学镀镍法,在SiCp/Al复合材料表面分别施镀10 min、30 min、60 min、90 min,得到5μm、8μm、15μm、20μm的Ni-P层,Ni颗粒更易在Al基体上沉积,施镀60 min时的镍层最为致密连续,90 min时表面Ni颗粒有脱落现象,镀镍时间越长,镍层与基体结合性降低;电化学测试结果表明,经化学镀镍后,SiCp/Al复合材料耐蚀性明显提高,施镀60 min后的复合材料自腐蚀电位和点蚀电位最高,其耐蚀性表现为最佳。60 min镀镍后的SiCp/Al复合材料经250℃、300℃和350℃热处理1 h,随着热处理温度的升高,镍层结构从非晶态向晶态转变,当热处理温度达到300℃以后,镍层已完全转为晶态,且有Ni3P相生成;电化学测试结果表明,SiCp/Al复合材料经250℃热处理后的点蚀电位最高、钝化区间最宽,交流阻抗值最大,耐蚀性更好。 采用微弧氧化法,将SiCp/Al复合材料放入10 g/L NaAlO2+1.1 g/L NaOH电解液体系中分别氧化5 min、10 min、20 min、30 min,得到6μm、10μm、15μm、21μm的氧化层,随着氧化时间的延长,表面熔融氧化物堆积越多,氧化30 min时,氧化层中γ-Al2O3相衍射峰特征最为明显;电化学测试结果表明,氧化30 min后SiCp/Al复合材料的自腐蚀电位和点蚀电位分别为-1.0687 V、-0.6275 V,为最高,此时其耐蚀性最佳。将SiCp/Al复合材料放入10 g/L Na2SiO3+1.1 g/L NaOH电解液体系中分别氧化5 min、10 min、20 min、30 min,得到7μm、10μm、22μm、55μm的氧化层,随微弧氧化时间的延长,氧化膜表面逐渐光滑致密,微孔逐渐趋于融合,块状SiC表面氧化膜逐渐均匀致密,Al4C3衍射峰逐渐减弱,氧化30 min时,SiO2衍射峰较为明显;电化学测试结果表明:氧化30 min后SiCp/Al复合材料的点蚀电位最大为-0.5758 V,浸泡稳定后其表面的电荷转移电阻R2值最大,浸泡9天后失重值最小为0.0336 g,故经30 min微弧氧化处理的SiCp/Al复合材料的耐蚀性最佳。在相同氧化时间下,在硅酸钠电解液体系下氧化的SiCp/Al耐蚀性高于铝酸钠电解液体系中氧化的SiCp/Al。 SiCp/Al经三种方法改性后,得到相同厚度的膜层时,经60 min镀镍的SiCp/Al复合材料在Cl-环境下的耐蚀性最好,在硅酸钠体系中经10 min微弧氧化的SiCp/Al复合材料耐蚀性次之,在铝酸钠体系中经20 min微弧氧化的SiCp/Al复合材料耐蚀性最差。