高温氧化对铝合金微弧氧化膜层形貌及宏观残余应力的影响

崔雪　李晶

摘要：在纯铝表面使用微弧氧化的方法制备陶瓷膜层，利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪等对陶瓷膜在高温氧化前后的形貌及宏观残余应力进行了研究，考察高温氧化对铝合金微弧氧化膜层形貌及宏观残余应力的影响。研究表明：随着处理温度升高，膜层表面形貌在高温氧化后没有明显变化；膜层的残余应力随温度升高的变化趋势为在临界温度500℃以下呈现降低趋势，而在500℃以上则呈现上升趋势。

关键词：铝；微弧氧化；膜层形貌；宏观残余应力

铝及铝合金具有比强度高、良好的导电性等优点，在实用性上已逐渐成为仅次于钢铁的第二大材料[1]。但由于铝元素较活泼，且标准电极电位低，在空气中易氧化生成疏松状氧化膜，所以铝及铝合金具有抗腐蚀性能差、硬度低等缺点[2]。因此，对铝及铝合金材料表面进行改性技术非常重要。铝及铝合金经表面微弧氧化处理后获得的微弧氧化陶瓷膜具有高的比强度、比刚度、良好的耐磨性，已被视为在各个领域中最具有应用前景的新型结构材料之一。通过研究，影响Al及其合金氧化膜层性能的重要因素有：膜层与基材的综合性能，基材和膜层的结合情况以及基材和膜层的热膨胀系数差异。其中膜层的综合性能，基材的综合性能，基材和膜层的结合情况主要取决于材料的自身性能，而基材和膜层的热膨胀系数差异则可以进行改善。因此，对于高温氧化对铝合金微弧氧化膜层形貌及宏观残余应力的影响的研究具有重要意义。……