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微弧氧化技术是在铝、镁、钛等阀金属表面获得硬度高、耐蚀性和耐磨性好的陶瓷膜层的方法。本文利用课题组自行研制的微弧氧化设备对铝合金进行表面处理。本文中的试验在恒压模式下进行,向硅酸盐基础电解液中分别加入纳米TiO2添加剂、纳米TiO2+纳米ZnO混合添加剂、纳米TiO2+La(NO3)3混合添加剂,分别探索上述添加剂对铝合金微弧氧化膜层组织和性能的作用规律。试验中,采用TT230覆层测厚仪、MHV-1000维氏显微硬度仪、CR-4032表面粗糙度仪、MMS-2A摩擦磨损试验机、VSP电化学工作站、WS-97涂层附着力划痕试验仪、DDS-11A电导率仪、KYKY-2800B扫描电镜及其附带的能谱仪和X射线衍射仪测量不同添加剂微弧氧化膜层的厚度、显微硬度、表面粗糙度、耐磨性能、耐腐蚀性能、膜层与基体的结合力、电解液电导率、膜层的微观形貌、成分及相组成。分析实验数据,研究结果如下:(1)向硅酸盐基础电解液中加入纳米TiO2添加剂时,其浓度范围为2-4g/L时,膜层的综合性能较优,膜层厚度为59-63μm,硬度为450-510 HV,提高膜层的耐磨和耐蚀性能,改善膜层与基体的结合力。膜层主要由Al、α-Al2O3、γ-Al2O3和AlTi相组成。(2)向硅酸盐基础电解液中加入纳米TiO2+纳米ZnO混合添加剂时,当纳米TiO2为4g/L、纳米Zn O为2g/L时膜层的综合性较好,膜层厚度为52μm,硬度为692HV,提高膜层的耐磨性能和耐蚀性能,改善膜层与基体的结合力。膜层主要由Al基体、α-Al2O3相、γ-Al2O3相、Al3Ti和钛锌(Zn0.6Ti0.4)相组成;当纳米TiO2为3g/L、纳米ZnO为1g/L时膜层的综合性能次之。(3)向硅酸盐基础电解液中加入纳米TiO2+La(NO3)3混合添加剂时,当纳米TiO2为3g/L、La(NO3)3为0.5g/L时,膜层厚度为71μm,硬度为689HV,提高膜层的耐磨、耐蚀性能,明显地改善膜层与基体的结合力。膜层主要由Al基体、α-Al2O3相、γ-Al2O3相、金红石(Rutile)和SiO2相组成。综上所述,本文利用课题组自行研制的微弧氧化设备对铝合金进行表面处理,与硅酸盐基础电解液下制得的微弧氧化陶瓷膜层相比较,硅酸盐电解液中分别加入纳米TiO2添加剂、纳米TiO2+纳米Zn O混合添加剂、纳米TiO2+La(NO3)3混合添加剂后,制备的微弧氧化陶瓷膜层的综合性能得到显著的改善。