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用此種方式進(jìn)行氧化時(shí),存在周期性陽極和陰極過程。陽極過程中,鋁合金表面成膜的同時(shí),作為第二相的CuA12被部分溶解:在陰極過程中,氧化膜停止成長,并在第二相上優(yōu)先發(fā)生析氫和金屬沉積,膜孔內(nèi)積聚的熱量隨之散失。 王慧等利用分階段升壓,在高電流密度高電壓下,制得了較高厚度和硬度的銀白色硬鋁氧化膜,實(shí)驗(yàn)組在對鋁及其合金電化學(xué)沉積陶瓷膜的研究中,采用有機(jī)梭酸為主鹽,添加一定添加劑組成復(fù)合電解液,在高電壓和電。 但電源設(shè)備投資較大,且電源波形對膜層性能影響較大,單向方波脈沖電源脈沖須率和占空比對膜層性能都有影響,氧化過程峰值電流密度比較大,一般要達(dá)10-18A/dm2,氧化時(shí)間也要嚴(yán)格控制,這些因素都限制了此工藝的進(jìn)一步推廣。 鋁卷鋁板廠家采用以硼酸為主鹽,通過添加成膜促進(jìn)劑和添加劑組成復(fù)合電解液,在較低的電壓下,對硬鋁合金進(jìn)行氧化著色一體化處理,能在硬鋁合金表而一層一定厚度和硬度且具有良好外觀的防護(hù)裝飾性氧化膜層,進(jìn)一步拓寬了氧化著色的市場前景。
綜合鋁卷鋁板的研究結(jié)果,可得如下判斷:鋁在硼酸+成膜促進(jìn)劑+成膜添加劑組成的復(fù)合電解液體系中的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)陽極化曲線有著較大區(qū)別,并且與常規(guī)陽極化也存在差異。氧化著色體系需要一定的峰值電流才能形成性能優(yōu)異具有陶瓷光澤膜層。 成膜原因與電解質(zhì)組分及工藝條件都有較大關(guān)系,綜合場致溶解理論與體積理論,在大電流的沖擊下鋁/電解質(zhì)界面形成陰離子凝聚層,孔道的取向性變差,從而形成外側(cè)多孔,膜孔分布無規(guī)則,孔壁不連續(xù)的非晶態(tài)氧化膜層。 電解液組分對膜層性能影響較大,只有三者組分共同作用才能形成理想膜層。成膜促進(jìn)劑能起到電流密度,加速成膜的作用;硼酸與成膜添加劑能均勻膜層,細(xì)化膜層顆粒。本嚴(yán)格遵循相關(guān)法律法規(guī)規(guī)定,絡(luò),如有請告知。 陽極氧化液組分和濃度會(huì)強(qiáng)烈影響合金鋁卷陽極氧化的成膜過程及膜層性能,同時(shí)電源施壓方式和電流類型的變化也能改變氧化過程和膜層形貌,這些因素都是鋁及其合金陽極氧化成敗的關(guān)鍵因素。通過改變氧化電解質(zhì)溶液組分,改變了溶液對金屬的溶解性,所得到的膜層顏色、質(zhì)地、厚度都會(huì)不同。
致密層晶粒較細(xì)小,硬度高,絕緣電阻大,其成分基本不受電解液溶液影響,增長速度隨時(shí)間延長;疏松層晶粒較,存在許多孔洞,孔洞周圍又有許多微裂紋向內(nèi)擴(kuò)展,成分受電解液組分影響較大,厚度隨時(shí)間延長呈線性增加。 鋁微弧氧化膜層的主體由致密層組成,約占總厚度的70%,其結(jié)構(gòu)包括a-A1203和y-A1203,隨著制備工藝的不同,涂層中還可能出現(xiàn)其它外來氧化物。微弧氧化常用的電解液分為酸性電解液和堿性電解液兩類。酸性電解液為濃或和其鹽類溶液,有時(shí)還需加入一定的添加劑,對環(huán)境存在一定的污染,目前很少采用。 雖然該的成膜機(jī)理還不十分清楚,但膜層的組成、結(jié)構(gòu)和顏色等性能均可通過改變?nèi)芤撼煞旨右?,而且該成膜速度快、對電源設(shè)備的要求不苛刻,因此,該在鋁合金防護(hù)裝飾性及功能性應(yīng)用方面將有著廣闊的前景。 堿性電解液中,陽極反應(yīng)生成的金屬離子很容易轉(zhuǎn)變成帶負(fù)電的膠體粒子而進(jìn)入膜層,和改變膜層的微觀結(jié)構(gòu)而新的特性,所以電解液由初期的酸性發(fā)展為現(xiàn)在廣泛采用的堿性。本嚴(yán)格遵循相關(guān)法律法規(guī)規(guī)定,絡(luò),如有請告知。
另一方面,位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)主要是在強(qiáng)度較低的鋁基體相中進(jìn)行,分布于鋁基體相上的高強(qiáng)度的第二相粒子則是位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的主要物。因此,位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)過程中遇到第二相粒子時(shí),或者借助Orowan機(jī)制繞過這些第二相粒子,或者直接切割過這些第二相粒子,其結(jié)果是導(dǎo)致滑移面上發(fā)生局部強(qiáng)化,使位錯(cuò)的進(jìn)一步滑移困難。 綜上所述,位錯(cuò)之間、位錯(cuò)與第二相之問以及位錯(cuò)與晶界或亞晶界之間的交互作用均會(huì)對位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生強(qiáng)烈的阻礙作用,這就使得在疲勞變形過程中,必須增大外加載荷才能維持應(yīng)變恒定,導(dǎo)致循環(huán)應(yīng)力增加,即發(fā)生循環(huán)應(yīng)化。 外加總應(yīng)變幅越大,使合金發(fā)生疲勞變形所需要的應(yīng)力也越大,能夠發(fā)生塑性變形的晶粒數(shù)目越多,同時(shí)每個(gè)晶粒中可以開動(dòng)的滑移系數(shù)目也增多,因此位錯(cuò)增殖的速率和位錯(cuò)之間以及位錯(cuò)與析出相粒子之間發(fā)生交互作用的幾率也隨之增大,顯然,循環(huán)應(yīng)化也易于發(fā)生。 在位錯(cuò)不斷增殖的同時(shí),也可以發(fā)生位錯(cuò)的湮沒,這實(shí)際上相當(dāng)于發(fā)生一種位錯(cuò)回復(fù)過程,它可以通過異 位錯(cuò)在運(yùn)動(dòng)過程中彼此相遇并相互抵消而實(shí)現(xiàn),其結(jié)果是導(dǎo)致疲勞變形過程中位錯(cuò)滑移阻力下降,從而使得位錯(cuò)滑移所需外加應(yīng)力降低,即產(chǎn)生所謂的軟化效應(yīng)。
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