Al-12.5%Si合金表面ZrO2溶胶改性PEO陶瓷层的形成机制

作者：王萍; 张春青; 马群

来源：材料热处理学报, 2020, 41(05): 160-167.

DOI：10.13289/j.issn.1009-6264.2019-0408

• Al-12.5%Si合金
• 等离子体电解氧化
• ZrO2溶胶
• 生长机制模型

采用ZrO2溶胶改性的等离子体电解氧化(PEO)技术在Al-12.5%Si合金表面制备Al2O3-ZrO2陶瓷层,研究ZrO2溶胶对PEO陶瓷层形成机制的影响。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FTIR)和激光粒度仪等研究了ZrO2溶胶的微观组织结构、粒径及荷电性以及陶瓷层的微观形貌、成分及物相。结果表明:荷负电的ZrO2溶胶粒径为50～60 nm,烧结后以四方相t-ZrO2存在,含有少量m-ZrO2。ZrO2溶胶改性的PEO涂层较未改性的涂层均匀、致密,并且生长速率提高。由于ZrO2溶胶吸附在基体表面形成凝胶层,凝胶层的高电阻使PEO初期更易产生火花放电,促进了Al2O3膜的形成。ZrO2溶胶改性的PEO涂层由Al2O3、c-ZrO2、t-ZrO2和少量的SiO2组成,而溶胶改性前SiO2的含量较高。ZrO2凝胶颗粒在等离子体放电产生的高温下进入放电通道,与电化学反应形成的Al2O3烧结形成Al2O3-ZrO2复合陶瓷层。

• 单位
  承德石油高等专科学校; 材料与化工学院; 西安工业大学