【摘 要】
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采用微弧氧化技术(MAO)技术,以A356铝合金为基体,在磷酸钠-硅酸钠为主盐的复合电解液中分别加入不同浓度且对应方案V元素含量相等的NH4VO3和NaVO3制备微弧氧化黑色膜,测试了膜层厚度、黑度、色差以及耐蚀性,采用SEM、EDS及XRD对微弧氧化膜层的微观形貌,元素组成及物相进行分析,并探讨了着色机理。研究表明着色盐的加入改变了电解液性质,不仅可以使膜层着色,而且可以改善膜层的组织与性能;在
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采用微弧氧化技术(MAO)技术,以A356铝合金为基体,在磷酸钠-硅酸钠为主盐的复合电解液中分别加入不同浓度且对应方案V元素含量相等的NH4VO3和NaVO3制备微弧氧化黑色膜,测试了膜层厚度、黑度、色差以及耐蚀性,采用SEM、EDS及XRD对微弧氧化膜层的微观形貌,元素组成及物相进行分析,并探讨了着色机理。研究表明着色盐的加入改变了电解液性质,不仅可以使膜层着色,而且可以改善膜层的组织与性能;在适当范围内着色剂浓度的增加可以提高膜层厚度、加深膜层颜色、提高膜层耐蚀性。膜层的厚度随着NH4VO3和NaVO3浓度的增加而增加,当偏钒酸铵浓度为16.33 g/L时膜层厚度最大,为32.67μm。V含量相同,着色剂种类不同对膜层的着色效果也不同,综合膜层的颜色、外观质量以及膜厚,偏钒酸钠浓度为9.99 g/L时膜层颜色最深且均匀,与基准样之间的色差仅为7.72。膜层的耐蚀性先增加后降低,表面的微裂纹逐渐减少,孔径先减小后增加,浓度过大时,表面的放电通道以及沉积物颗粒粗大化,产生的内应力促使膜层产生微裂纹和缺陷,甚至发生烧蚀,使膜层的孔隙率增加,表面粗糙度增加,耐蚀性显著下降。以偏钒酸铵为着色盐制备的膜层耐蚀性以及微观形貌优于以偏钒酸钠为着色盐制备的膜层,偏钒酸铵浓度为7.40 g/L,腐蚀电流密度为1.293×10-8,膜层的微观表面平整光滑,致密性增强,自封孔现象非常明显。EDS表明膜层均含有Al、O、P和V元素,分布在整个膜层中。XRD测得膜层的物相均为VO和γ-Al2O3,分析得到还形成了其他非晶态钒氧化物如V2O3、V2O5等,在适当范围内随着V元素含量的增加,膜层的颜色逐渐加深,使膜层显色的物质为含V的物相。以颜色为主,耐蚀性次之,则偏钒酸钠浓度为9.99 g/L时为最优配方;若以耐蚀性为主,颜色次之,则偏钒酸铵浓度为7.40 g/L为最优配方。
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