純鋁及6061鋁合金微弧氧化陶瓷層的微觀結構和粗糙度

扶友紅，陳明安*

（中南大學材料科學與工程學院，湖南 長沙 410083）

純鋁及6061鋁合金微弧氧化陶瓷層的微觀結構和粗糙度

扶友紅，陳明安*

（中南大學材料科學與工程學院，湖南 長沙 410083）

采用X射線衍射儀、掃描電鏡、數字圖像處理軟件和表面粗糙度儀研究了純鋁和6061鋁合金兩種基體上微弧氧化(MAO)陶瓷層的構相、微觀形貌、元素組成、厚度和粗糙度隨微弧氧化時間的變化。結果表明，微弧氧化初期所得陶瓷層的主要相為γ-Al2O3，微弧氧化后期所得陶瓷層均存在W相、AlPO4相和SiO2相。隨微弧氧化時間延長，MAO陶瓷層的厚度增大，純鋁表面MAO陶瓷層的生長速率大于6061鋁合金表面MAO陶瓷層的生長速率；MAO陶瓷層的粗糙度受其結構和厚度的影響。

純鋁；鋁合金；微弧氧化；數字圖像處理；微觀結構；粗糙度

6系鋁合金相比于其他鋁合金具有中等強度、易成形、可焊、低成本等優點[1-2]。若鋁合金能代替鋼材使用，將會在能源經濟、再循環能力、生命周期成本等方面有巨大改善。然而，為了使鋁合金材料服役于特殊的惡劣環境，必須進一步提升其耐蝕性[3-4]。表面處理是有效提升材料耐蝕性的方法之一。其中微弧氧化(MAO)技術是在陽極氧化基礎上發展而來的表面處理技術，MAO陶瓷層具有優良的耐磨性和耐蝕性，該技術被廣泛用于閥金屬(如Al、Mg、Ti)的表面處理[5-11]。

鋁合金微弧氧化的常用電源輸出形式有直流、交流、不對稱交流、單極性脈沖、雙極性脈沖等。直流電源難以控制金屬的放電特性，交流模式加工時間較長，雙極性脈沖微弧氧化發展不成熟且設備應用較少[12-13]。……