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镁合金表面等离子体电解氮化层生长机理及纳米流体磨蚀效应研究

发布时间:2022-07-14

推荐学校:四川轻化工大学 合作方式:
联系人:崔学军,,金永中,张颖君,杨瑞嵩,,窦宝捷,杨巧玲,,马丹丹 所处阶段:

 知识产权归属状态:
   

项目内容:

成果完成人:崔学军; 金永中; 张颖君; 杨瑞嵩; 窦宝捷; 杨巧玲; 马丹丹

第一完成单位:四川轻化工大学

成果简介:微弧氧化(Micro-arc oxidation,MAO,也称等离子体电解氧化)技术,是一种在电解液中利用高电压使阳极镁合金表面产生火花、微弧等放电现象,形成等离子体,从而引发电化学、热化学和等离子体化学等一系列复杂反应,最终在基体表面原位生成一层陶瓷氧化膜的液相表面处理方法。该技术具有操作简单、工艺可控,且形成的膜层与基体结合牢固,结构致密,韧性高,具有良好的耐磨、耐蚀、耐高温冲击和电绝缘等特性,是一项全新的绿色环保型材料表面处理技术。

然而,微弧氧化技术在应用过程中仍存在以下问题:

(1)微弧氧化过程超过50%的能量转化为电解液的热能,引起电解液沸腾,而常规的电解系统冷却效率低、能耗高;且常采用搅拌子或者机械搅拌的方式对电解液进行搅拌,搅拌效果差,空间利用率低,从而影响膜层质量。

(2)使用传统的电解液进行微弧氧化处理,往往获得白色或灰白色的陶瓷涂层,颜色单一不美观,且不具有热控等功能,无法满足笔记本、手机外壳等镁合金制品表面的装饰性需求,以及空间飞行器等镁合金部件表面的热控功能需求。

针对以上问题(1),提出了一种微弧氧化工艺用电解系统设计方法,设计的电解系统冷却和搅拌效果好,空间利用率高、能耗低、便于移动、能够用于微弧氧化涂层制备,尤其是形状复杂的大工件表面处理,解决涂层局部烧蚀等问题。

针对以上问题(2),发明了一种镁合金制品表面黑化用微弧氧化电解质溶液及黑色涂层的制备方法,其溶液稳定性好、使用寿命长、成膜效率高、电参数在较宽范围内可调节且不易发生尖端放电。并利用所设计的电解系统,实现了镁合金制品表面黑度高、色差小、粗糙度低、附着力强,且具有优异的耐蚀耐磨性能及热控性能涂层的可控制备。 本技术可用于耐蚀、耐磨黑色装饰性要求以及热控要求的镁合金制品表面处理。现已通过中试试验,可进行小批量镁合金制品表面处理。

成果类别:应用技术

成果水平:国内领先

研究起止时间:2020-05~2021-05

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