【摘要】：鋁及其合金材料由于其優(yōu)異的力學(xué)性能及可加工性,近年來得到了非常廣泛的應(yīng)用。陽極氧化是目前對鋁及其合金應(yīng)用最為廣泛的表面改性技術(shù)。本文以鋁為主要材料,系統(tǒng)地研究了大孔間距PAA膜的制備工藝及PAA-MoS_2復(fù)合自潤滑膜的沉積工藝。主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:利用兩步氧化法,第一步在草酸中利用緩慢升壓法制備有一定規(guī)則性的PAA膜,并保留其底部微孔;第二步在酸性較弱的磷酸中直接施加氧化電壓,以得到膜表面可被直接利用的PAA膜。通過研究散熱方式,溶液濃度等主要因素的影響,優(yōu)化膜制備工藝,最終得到了規(guī)則的大孔間距PAA膜。對其表面形貌進行研究,發(fā)現(xiàn)孔間距隨氧化電壓而改變。草酸制備中,電壓每增大10V,孔間距平均增大28.7 nm。第二步磷酸制備時,電壓每增大10V,孔間距平均增大29.9 nm。在35℃,5%磷酸溶液的條件下,擴孔十分鐘,孔徑平均增大24.16 nm。通過超聲沉積,電泳沉積兩種方式,在PAA膜表面制備了MoS_2自潤滑薄膜。對比發(fā)現(xiàn),電泳沉積的制備效果更佳優(yōu)越。對PAA膜進行力學(xué)性能測試,發(fā)現(xiàn)PAA膜隨著孔徑的變大而變小,也隨著孔間距的增大而變小。對不同形貌PAA膜復(fù)合自潤滑膜后進行耐磨性測試,發(fā)現(xiàn)在孔間距一定時,摩擦系數(shù)隨著孔徑的變大而降低;在孔隙率一定時,復(fù)合膜的耐磨性卻隨著孔間距的增大先升高后降低�？组g距280nm時,復(fù)合膜的耐磨性最好。對不同工藝制備的PAA膜進行耐蝕性測試,發(fā)現(xiàn)PAA膜可有效提高Al的耐腐蝕性。不同電壓制備的PAA膜,孔隙率較低的偏向較好的耐腐蝕性;孔隙率較大,則耐腐蝕性普遍較差。較大的孔徑可使PAA膜耐蝕性急劇下降,甚至不如純Al的耐蝕性。但在孔中沉積MoS_2,則可增強PAA膜的封孔效果,增強耐蝕性。
【圖文】：

西南交通大學(xué)碩士學(xué)位論文 第（1）場助氧化模型[18]。電場支持下的溶解模型 O’Sullivan 和 Wood 等提認為鋁的陽極氧化過程是兩個過程的平衡：即氧化鋁在金屬/氧化物界過程和氧化鋁在氧化物/電解液界面的溶解過程相平衡。如圖 1-1 所示氧化初期，阻擋層厚度變大，當達到一定的臨界值時，孔底部電流提加使得溶解過程更強烈。同時，孔底部的快速溶解又導(dǎo)致電場進一步場和溶解作用下，，Al3+向外遷移、O2-和 OH-向內(nèi)遷移，同時，新的勢屬/氧化物界面不斷形成。當勢壘層的溶解和生長達到動態(tài)平衡，氧化定生長。

圖 1-1 場助氧化模型示意圖膨脹應(yīng)力模型(Volume expansion stress mod]提出。如圖 1-2，在穩(wěn)態(tài)氧化過程中，Al 的升高，其體積密度由 2.7 g/cm3轉(zhuǎn)變?yōu)?4.0 g/c械應(yīng)力作用。機械應(yīng)力作用使得整個氧化膜結(jié)各個孔就按照六角密排方式排列。這一模型孔生長過程中的作用，但是此模型忽略了電場
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG174.451

【參考文獻】

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本文編號：2611379