CN115928168A - 一种铝基耐腐蚀耐磨陶瓷膜层及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种铝基耐腐蚀耐磨陶瓷膜层，包括铝基材，铝基材表面具有经热电化学氧化处理生成的耐腐蚀耐磨陶瓷膜层，耐腐蚀耐磨陶瓷膜层包括内外两层，其中，内层为致密层，外层为疏松多孔层，耐腐蚀耐磨陶瓷膜层中主要成分是Al2O3，且α‑Al2O3在总Al2O3中的占比为40％～60％。本发明的方法采用双镀池体系配合双向高频脉冲电源、低温电解液和高电流密度对铝基材进行氧化处理，两个镀池中的铝基材交替互为阳极和阴极，这种间歇性大大减少了致密层中孔隙，使生成的耐磨陶瓷膜层还具有很好的耐腐蚀隔绝效果。
Description
技术领域
本发明涉及热电化学氧化领域，具体涉及一种铝基耐腐蚀耐磨陶瓷膜层及其制备方法。
背景技术
对铝基材进行热电化学氧化处理可以铝基材表面原位生成一层陶瓷膜层，现有的热电化学氧化多关注于陶瓷膜层的耐高温、耐电晕、耐磨能性能，对其耐腐蚀性能关注不多，比如，最新的热电化学氧化工艺可以使铝基材表面的陶瓷膜层生长到200μm以上，虽然具有很好的耐高温、耐磨性能，但由于其致密层分布有较多的空隙导致其隔绝性不足，耐腐蚀性能不佳，难以应用在高温高腐蚀强度的环境。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铝基耐腐蚀耐磨陶瓷膜层，以弥补现有技术存在的不足。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案具体如下：
一种铝基耐腐蚀耐磨陶瓷膜层，包括铝基材，铝基材表面具有经热电化学氧化处理生成的耐腐蚀耐磨陶瓷膜层，耐腐蚀耐磨陶瓷膜层包括内外两层，其中，内层为致密层，外层为疏松多孔层，耐腐蚀耐磨陶瓷膜层中主要成分是Al2O3，且α-Al2O3在总Al2O3中的占比为40％～60％。
进一步的，所述铝基耐腐蚀耐磨陶瓷膜层的厚度为20～200μm。
进一步的，所述致密层的厚度为20～200μm。
进一步的，所述致密层的厚度为30μm、50μm、60μm或80μm。
本发明还提供里上述铝基耐腐蚀耐磨陶瓷膜层的制备方法，包括步骤：
(1)设置热电化学氧化镀池，热电化学氧化镀池为双镀池体系，包括两个相互独立的镀池，每个镀池内设置有电极，每个镀池与一个独立的电解液循环系统相连，两个镀池的电极分别接热电化学氧化电源；
(2)在两个相互独立的镀池中放入相同的铝基材，铝基材通过导线相连，通过电解液循环系统分别向两个镀池中注入电解液，使电解液没过铝基材，接通热电化学氧化电源，使两个镀池中的铝基材的表层生成耐腐蚀耐磨陶瓷膜层。
进一步的，所述热电化学氧化电源是双向高频脉冲电源，电压400-800V，频率400-900Hz。
进一步的，所述频率是900Hz。
进一步的，所述热电化学氧化电源的工作模式为恒流模式，电流密度1-8A/mm2。
进一步的，所述电流密度8A/mm2。
进一步的，所述电解液是硅酸盐体系电解液。
进一步的，所述氧化处理的时长是20min。
进一步的，所述电解液的温度是10-30℃。
进一步的，所述电解液的温度是15-20℃
与现有技术，本发明的有益技术效果：
本发明的方法采用双镀池体系配合双向高频脉冲电源、低温电解液和高电流密度对铝基材进行氧化处理，两个镀池中的铝基材交替互为阳极和阴极，这种间歇性大大减少了致密层中孔隙，使生成的耐磨陶瓷膜层还具有很好的耐腐蚀隔绝效果。
附图说明
图1是本发明实施例1中的铝基耐腐蚀耐磨陶瓷膜层的微观照片。
具体实施方式：
下面将结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
一种铝基耐腐蚀耐磨陶瓷膜层的制备方法，包括：
(1)设置热电化学氧化镀池：
热电化学氧化镀池为双镀池体系，包括两个相互独立的镀池，每个镀池内设置有电极，每个镀池与一个独立的电解液循环系统相连，两个镀池的电极分别接热电化学氧化电源。
(2)氧化处理：
在两个相互独立的镀池中放入相同的铝条，铝条通过导线相连，通过电解液循环系统分别向两个镀池中注入电解液，使电解液没过铝条，接通热电化学氧化电源，使两个镀池中的铝条的表层生成耐腐蚀耐磨陶瓷膜层。
电源：双向高频脉冲电源，电压400-800V，频率900Hz，工作模式为恒流模式，电流密度8A/mm2。
处理时间：20min。
电解液：硅酸盐体系；
镀池内电解液温度：15-20℃。
(3)制备样块：
将氧化处理后的铝条切割成小块，用树脂包覆，待树脂凝固后，打磨切割面为光滑平面，置于电子显微镜下观察。
如图1所示，样块截面微观图片中由外到内依次为疏松多孔层(图1中A)、致密无孔层(图1中B，厚度约为60μm)、铝基材(图1中C)。X射线衍射图谱显示，本实施例耐腐蚀耐磨陶瓷膜层中的α-Al2O3在总Al2O3中的占比约为50％。
本实施例中采用双镀池体系配合双向高频脉冲电源、低温电解液和高电流密度，架空线在处理时，两个镀池中的架空线交替互为阳极和阴极，这种间歇性大大减少了致密层的孔隙，使生成的耐磨陶瓷膜层还具有很好的隔绝(耐腐蚀)效果。
Claims (8)
1.一种铝基耐腐蚀耐磨陶瓷膜层，包括铝基材，其特征在于，铝基材表面具有经热电化学氧化处理生成的耐腐蚀耐磨陶瓷膜层，耐腐蚀耐磨陶瓷膜层包括内外两层，其中，内层为致密层，外层为疏松多孔层，耐腐蚀耐磨陶瓷膜层中主要成分是Al2O3，且α-Al2O3在总Al2O3中的占比为40％～60％。
2.权利要求1中所述铝基耐腐蚀耐磨陶瓷膜层的制备方法，其特征在于，包括步骤：
(1)设置热电化学氧化镀池，热电化学氧化镀池为双镀池体系，包括两个相互独立的镀池，每个镀池内设置有电极，每个镀池与一个独立的电解液循环系统相连，两个镀池的电极分别接热电化学氧化电源；
(2)在两个相互独立的镀池中放入相同的铝基材，铝基材通过导线相连，通过电解液循环系统分别向两个镀池中注入电解液，使电解液没过铝基材，接通热电化学氧化电源进行氧化处理，使两个镀池中的铝基材的表层生成耐腐蚀耐磨陶瓷膜层。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述热电化学氧化电源是双向高频脉冲电源，电压400-800V，频率400-900Hz。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述频率是900Hz。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述热电化学氧化电源的工作模式为恒流模式，电流密度1-8A/mm2。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述电流密度8A/mm2。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电解液是硅酸盐体系电解液。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述氧化处理的时长是20min。
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