【摘 要】
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在铝合金表面通过阳极氧化法在多孔层外构筑一层光滑致密的耐磨层是一项有挑战的工作.本文中阴极和阳极均采用铝合金,通过调控草酸和铝离子浓度,在铝合金表面构筑了新颖的多层结构,除传统阳极氧化膜的阻挡层和多孔亚表层以外,表面构筑了一层光滑致密的耐磨表层.通过扫描电镜、XRD、XPS、EDS分析了这种新型阳极氧化膜的表面形貌和化学组成.结果 表明耐磨表层由非晶态氧化铝组成,其表面光滑致密有别于传统阳极氧化膜
【机 构】
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中国科学院宁波材料技术与工程研究所,中科院海洋新材料与应用技术重点实验室,浙江宁波,315201
【出 处】
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第十一届全国表面工程大会暨第八届全国青年表面工程学术会议
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在铝合金表面通过阳极氧化法在多孔层外构筑一层光滑致密的耐磨层是一项有挑战的工作.本文中阴极和阳极均采用铝合金,通过调控草酸和铝离子浓度,在铝合金表面构筑了新颖的多层结构,除传统阳极氧化膜的阻挡层和多孔亚表层以外,表面构筑了一层光滑致密的耐磨表层.通过扫描电镜、XRD、XPS、EDS分析了这种新型阳极氧化膜的表面形貌和化学组成.结果 表明耐磨表层由非晶态氧化铝组成,其表面光滑致密有别于传统阳极氧化膜的多孔结构.耐磨表层的洛氏显微硬度为铝合金的7倍.耐磨表层的厚度由电解液浓度及电流密度调控,为2-5μm,阳极氧化膜总厚度为40-45μm.利用UMT-3摩擦磨损试验机研究其耐磨性能.研究发现,硫酸浓度为90 mg/mL,电流密度为5 A/dm2时(AOF2-A),场致溶解最为缓慢,耐磨表层及阳极氧化膜总厚度均达到最大,由于膜层硬度和韧性达到最好的强韧性,其干摩擦下的磨损率为1.81×10-5 mm3/Nm,海水摩擦的磨损率为7.54×10-6 mm3/Nm.这种具有耐磨表层的阳极氧化膜的磨损率比铝合金低了3个数量级,极大的提高了铝合金的耐磨性能.耐磨表层硬度高、韧性好,在磨损过程中棒状磨屑从氧化膜上剥离后在磨损面和对磨副之间形成滚动摩擦,显著降低了铝合金的磨损率.
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