铝合金等离子微弧氧化纳米强化复合陶瓷层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铝合金等离子微弧氧化纳米强化复合陶瓷层及其制备方法，所述方法包括：对铝合金试样进行预处理后密封保存备用；在基础电解液中添加正硅酸乙酯；至正硅酸乙酯完全水解后，先添加纳米强化剂，再添加纳米稀土氧化物粉体，搅拌使溶液均匀性达到一致；将配置好的电解液倒入微弧氧化电解池中，将备用的铝合金试样置于电解池中并与微弧氧化电源正极相连，不锈钢作为阴极，在恒压模式下进行微弧氧化处理；将微弧氧化处理后的铝合金试样从电解池中取出，依次进行清洗和晾干。本发明专利技术采用“磷酸盐基础电解液+有机硅溶液+纳米强化”的复合电解液对铝合金进行微弧氧化处理，形成的膜层表现出优良的耐腐蚀性及高硬度，膜层与基体的结合力强、致密度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于铝合金表面处理，特别是涉及一种铝合金等离子微弧氧化纳米强化复合陶瓷层及其制备方法与应用。

技术介绍

1、铝合金以其良好的导电性、导热性以及一定的塑性等特点，在电子、电力、汽车等工业领域有着广泛的应用。然而，在一些特定的使用环境下，其表面性能暴露出明显的不足。在潮湿、酸碱等腐蚀性环境中，铝合金容易发生腐蚀，导致其使用寿命缩短、外观受损以及力学性能下降。同时，在面临摩擦磨损的工况时，其表面硬度较低，耐磨性能较差，容易产生划痕、磨损等缺陷，进而影响其使用效果和可靠性。

2、微弧氧化技术是一种在铝合金表面原位生长陶瓷膜的表面处理方法，能够有效改善铝合金的表面性能。但传统的微弧氧化技术在处理铝合金时仍存在一些问题。例如，所形成的微弧氧化膜的孔隙率相对较高，这使得腐蚀性介质容易渗透到膜层内部，进而侵蚀铝合金基体，降低了膜层对基体的长期防护效果。而且，传统微弧氧化膜的厚度均匀性难以精准控制，在一些对膜层厚度有严格要求的应用场景中，无法满足需求。此外，传统微弧氧化膜的表面粗糙度较大，在一些对表面平整度要求较高的精密部件应用中，可能会影响部件的装配本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种铝合金等离子微弧氧化纳米强化复合陶瓷层的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述正硅酸乙酯的浓度为大于0.02mol/L 且小于等于1mol/L，六偏磷酸钠的浓度为20~60g /L，氢氧化钠的浓度为2~25g/L，纳米强化剂的添加量为2~10g/L，纳米稀土氧化物粉体的添加量为2~10g/L。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纳米强化剂和纳米稀土氧化物粉体的平均粒径均为1~200nm。

4.根据权利要求1~3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述纳米稀土氧化物粉体为氧化镧、氧化...

【技术特征摘要】

1.一种铝合金等离子微弧氧化纳米强化复合陶瓷层的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述正硅酸乙酯的浓度为大于0.02mol/l 且小于等于1mol/l，六偏磷酸钠的浓度为20~60g /l，氢氧化钠的浓度为2~25g/l，纳米强化剂的添加量为2~10g/l，纳米稀土氧化物粉体的添加量为2~10g/l。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纳米强化剂和纳米稀土氧化物粉体的平均粒径均为1~200nm。

4.根据权利要求1~3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述纳米稀土氧化物粉体为氧化镧、氧化铈、氧化钕、氧化钆、氧化铒、氧化钪、氧化钇、 氧化钬、氧化铽、氧化钐、氧化铕、氧化镥、氧化镱、氧化镨和氧化镝中的至少一种粉体。

5.根据权利要求1~3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述微弧氧化处理的工艺参数为：正向电压为300~700v，负向电压为-200~0v；电流密度为2~10a/dm²，占空比为5%~40%，脉冲频率为300~1500hz，反应温度为5～40℃。

6.根据权利要求1~3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述清洗方法包括超声波清洗和真空辉光等离子清洗；其中超声波清洗为室温下清洗15~30min，以去除铝合金试样表面杂质；真空辉光等离子清洗为在30~50℃的真空炉中进行等离子清洗15~30min，以提高铝合金试样表面质量和附着力。

7.根据权利要求1~3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述微弧氧化处理后的铝合金试样的表面原位生长出陶瓷质的氧化膜涂层；所述氧化膜涂层与铝合金试样结合紧密，整体表面平整且分布有微纳米级孔洞。

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【专利技术属性】
技术研发人员：王成磊，朱世传，刘伟杰，顾晓华，周圣丰，李达祥，黄嘉燕，程浩，韦程浩，韦硕瀚，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：