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硬质氧化添加剂有什么作用呢?


人们在制作硬质氧化时能够怎么去加工呢?是不是过程当中需要添加剂的作用呢?硬质氧化时,铝表面的氧化膜的成长过程包含两个方面:膜的电化学生成过程和膜的化学溶解过程,两者缺一不可。下面硬质氧化小编来给各位了解一下相关的硬质氧化的相关资料吧!
  只有使膜的成长速度大于溶解速度,氧化膜才能成长、加厚。普通硫酸硬质氧化,一般只能得到几十微米厚的氧化膜。为得到较厚的氧化膜,我们通过大量的筛选试验工作,以有机酸及其盐为选择对象,试验了乳酸、酒石酸、琥珀酸、苹果酸、乙酸钠、柠檬酸钠等多种材料。在氧化成膜效果理想的状态下,以价格最低为优选,从而降低溶液成本。
  在相同工艺条件下,可大大提高氧化膜的成长速度,在普通硫酸阳极化溶液中加入添加剂后,提高了氧化膜成长速度,在相同工艺条件下,可明显增加氧化膜的厚度。这是因为添加剂加入后,添加剂中的某些成分吸附在所生成的氧化膜上,硬质氧化阻滞了硫酸分子向阳极表面的扩散,添加剂对阳极反应生成的氢离子有极强的缔合作用,降低了阳极表面氧化膜附近溶液的酸性,使膜的溶解减缓,提高了膜成长速度,从而得到较厚的氧化膜。
  从图一中还可看出,在硫酸硬质氧化过程中,随着氧化时间的延长,膜的成长速度低于氧化初期的成长速度。这是因为在氧化过程中,膜的溶解和成长是一对矛盾,随着氧化时间的增加,氧化膜加厚,溶解和成长趋于平衡,膜成长速度下降。当溶解速度等于成长速度时,氧化膜将不再加厚。而加入添加剂后,由于添加剂的加入降低了溶解速度,所以长时间电解,其膜成长速度也不会下降太多,从而可以得到较厚的氧化膜。
  如何提高铝合金硬质的耐磨性
  在航空航天和汽车工业领域上SiC颗粒增强铝基复合材料由于具有较高的强度、刚度和良好的耐热性等优异的性能得到了广泛的应用。在实际应用中,由于铝基体硬度较低,在处于相对的滑移、旋转或振动的摩擦系统中,在未经表面处理又没有润滑的条件下,极易产生磨损失效,改善铝基复合材料部件表面的耐磨性对于提高其使用寿命具有重要意义。
  物理气相沉积硬质氧化耐磨涂层技术的采用可以有效地降低各类零部件的机械磨损、化学腐蚀和高温氧化倾向,在使用复合材料航空零件的表面涂覆耐磨涂层,可以提高零件的耐磨性能、可靠性,延长其使用寿命。八十年代以后,较为常用的硬质耐磨涂层主要是TiN、TiC等。近来在TiN的基础上发展起来的(Ti,Al)N三元涂层,不仅具有TiN的硬度,低摩擦系数等优点,还表现出比TiN更好的高温抗氧化性,成为人们研究的热点。但是到目前为止,大多数硬质氧化耐磨涂层只是在硬质合金或钢基体上表现出了较好的性能,而在诸如铝合金、铝基复合材料等硬度较低的基体上利用气相沉积技术制备高质量硬质氧化耐磨涂层技术尚不成熟。主要原因包括基体硬度低,与硬质氧化涂层的力学性能相容性差;硬质氧化而且铝合金与硬质氧化涂层的热膨胀系数相差较大,从而产生较大热应力,容易导致涂层制各时的开裂与剥落,这都限制了硬质氧化涂层在该类材料中的应用。另一方面硬质氧化涂层在某些特殊部件特别是精密零件上的应用需要考虑到加工余量的选择,但由于膜层应力随厚度的增加而增大,涂层过厚易从基体剥落,所以制备厚硬质氧化膜层也是一个亟待解决的问题。金属表面技术有限公司利用微弧氧化技术在铝基复合材料基材上制备出了高质量膜层,并对厚的硬质氧化膜层制各工艺、组织及力学性能进行了研究。
  硬质氧化成膜过程变化解析
  在铝和铝合金的表面上,通常用硬质氧化的方法得到氧化物膜层,这种膜层不仅具有良好的机械性能,而且耐腐蚀性和吸附涂料与色料能力都相当强,因此在铝和铝合金的表面处理方法中,硬质氧化是工业上应用最为普遍的一种。
  硬质氧化过程的特点:当电流通过以铝作为硬质氧化的电解池时,铝硬质上可能发生下列不同过程:
  (1)金属的硬质溶解。
  (2)硬质表面形成很薄的钝化膜。
  (3)在硬质表面上形成氧化物的同时,同时伴随着膜的化学溶解。
  除此之外,硬质上还可能发生氧的析出等过程。
  铝的硬质氧化同其它电解过程一样,同样服从法拉第电解定律:通入1安培小时的电量在理论上能够生成0.6343克的三氧化二铝,但实际上铝经硬质化生成的氧化物膜,总是含有一定数量的水合物,如三氧化二铝或氢氧化铝,此外,膜层内也总会含有自溶液中带进某些阴离子,这样,通入的电量所能得到的膜要比理论值高。另一方面,硬质氧化铝的硬质化成膜过程又往往伴随着膜的化学溶解,因而生成的膜将低于理论值。因此,当通入一定电量时,硬质上生成的氧化物膜重的实际值与理论值之比,称之为硬质化成膜的电流效率(或称为膜比值)。它同硬质化所用电解液的类型和温度等因素有关。
  在铝的硬质成成膜过程中,有大量的热释放出来。原因之一是易倍体育app反应的生成热;原因之二是电流通过高阻的“密膜”层和通过“孔膜”层内孔的电解液以产生的焦耳热。


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