纳米BN颗粒对7075铝合金微弧氧化膜结构及耐磨性能的影响

为提高7075铝合金表面的耐磨性能,在掺杂纳米BN颗粒的电解质溶液中通过微弧氧化技术构筑铝合金表面硬质陶瓷涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、光电子能谱仪(XPS)、粗糙度仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机等表征方法,研究了加入纳米BN颗粒对微弧氧化过程起弧电压及涂层的表面形貌、孔隙率、物相组成、厚度、粗糙度、显微硬度、摩擦磨损性能的影响。结果表明:涂层主要由α-Al_(2)O_(3)相和γ-Al_(2)O_(3)相组成;纳米BN颗粒提高了起弧电压,增加了涂层的厚度、粗糙度、硬度;当添加0.3 g/L纳米BN颗粒时,所得微弧氧化涂层的综合性能最佳。此时涂层中的微孔数量少、孔径小,致密度高,其表面孔隙率从未添加的6.617%降到3.518%;硬度达到最高值916.7 HV_(10 N),厚度20μm,粗糙度2.38μm;摩擦系数降低至0.7,磨损率降低至7.84×10^(-5)mm^(3)/(N·m)。

粗糙度对微弧氧化/类金刚石复合涂层结构及性能的影响

为了研究微弧氧化(MAO)涂层表面微结构对MAO/类金刚石碳基薄膜(DLC)复合涂层结构及性能的影响,通过调控电压在镁合金表面制备不同粗糙度的MAO涂层,再通过非平衡磁控溅射技术构筑MAO/DLC复合涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)、电子能谱分析(EDS)、表面粗糙度仪、划痕仪、摩擦磨损测试仪和电化学工作站,研究了涂层的微结构、粗糙度、厚度、力学性能、摩擦磨损性能和耐蚀性能。结果表明:当MAO涂层粗糙度从0.19μm逐渐增加到0.57μm时,MAO涂层的表面孔隙率从9.429%增加到12.924%,摩擦系数从0.53增大至0.66,自腐蚀电位从-1.571 V负移至-1.595 V;表面沉积3.1μm厚DLC膜的粗糙度从0.22μm增加到0.58μm,表面孔隙率从1.553%增加到6.074%,摩擦系数从0.24增大至0.45,磨损率由2.01×10^(-5)mm^(3)/(N·m)增加到8.41×10^(-5)mm^(3)/(N·m),自腐蚀电位从-1.547 V正移至-1.486 V。复合涂层的界面结合强度从5.51 N增大至7.89 N,结合力增强了43%。MAO涂层的表面粗糙度决定了其与DLC涂层的界面结合强度,增大表面粗糙度能显著提高复合涂层界面结合强度,但同时增大了表面孔隙率,从而导致MAO涂层及其复合涂层的腐蚀/磨损防护性能变差。