第十五届全国表面工程大会

    在铝合金的等离子体电解氧化(Plasma electrolytic oxidation,PEO)过程中施加适当的阴极极化可触发软火花现象，从而提高处理效率并获得具有富α-Al2O3致密内层的高质量涂层。软火花效应通常在硅酸盐电解液中实现，但其机理尚不十分明确。本文对比研究了Al-Cu-Li合金在铝酸盐电解液与传统硅酸盐电解液中PEO过程的软火花行为。实验采用阴极与阳极电流密度比(R=jc/ja)分别为R=0、R=0.8和R=1.2（其中R=1.2对应软火花条件）的参数进行，并通过热电偶测量电解液/涂层和涂层/基体界面温度以辅助对涂层相转化机理的理解。结果表明：Al-Cu-Li合金在两种电解液中表现出不同的氧化物生长动力学和相变行为。在硅酸盐电解液中，R=1.2的软火花条件可获得最厚的涂层，其外层为疏松白色结构；而铝酸盐电解液中形成的涂层厚度对R值不敏感，虽然R=1.2时铝酸盐体系确实发生了软火花效应，但所得黑色涂层厚度略有下降。与硅酸盐体系相比，铝酸盐体系形成的涂层具有更高的α-Al2O3含量。增大R值会导致铝酸盐涂层外层α-Al2O3含量降低而内层增加：涂层下部α-Al2O3的增加归因于阴极极化产生的焦耳热效应；针对外层α-Al2O3的减少，本文提出了氢络合物掺入抑制α-Al2O3相转化的假设。研究证实，硅酸盐电解液中形成非晶态外层是实现文献中经典软火花效应的关键因素。
 

等离子体电解氧化,等离子体电解氧化；阀金属；非阀金属；成膜机理