纳米TiO2对D16T铝合金微弧氧化膜耐磨性的影响及机理

• 作者: Mohd Talha 刘婉颖 刘颖 林元华 石云升 邱宇洪 高婷艳
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 纳米TiO2 微弧氧化 D16T铝合金 摩擦系数 显微硬度 耐磨性
• 年，卷（期）: 2019,（10）
• 所属期刊栏目: 表面摩擦磨损与润滑
• 页码范围: 180-189
• 页数: 10页
• 分类号: TG174.4
• 字数: 6014字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.10.022

摘要

目的 提高D16T铝合金的耐磨损性能.方法 通过向硅酸盐和磷酸盐混合电解液体系中添加2 g/L纳米TiO2添加剂,利用微弧氧化技术在其表面制备微弧氧化陶瓷膜.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、显微硬度计、厚度测试仪、摩擦磨损试验机等,研究了纳米TiO2添加剂对D16T铝合金微弧氧化膜的结构和耐磨损性能的影响及机理.结果 纳米TiO2的添加使得微弧氧化膜层的表面变得更加平整、致密,具有更少的微孔和裂纹,大大改善了膜层结构.相比于未添加纳米TiO2的电解液中制得的微弧氧化膜,在含纳米TiO2的电解液中所制得的微弧氧化膜中有新相TiO2生成,并且促使更多的α-Al2O3相和γ-Al2O3相生成,使膜层厚度得到明显增加,膜厚达31.2μm,显微硬度也得到显著提高,达510HV.纳米TiO2的添加,降低了D16T微弧氧化膜层试样的摩擦系数,平均摩擦系数为0.45,明显低于不含纳米TiO2的D16T微弧氧化膜层试样的摩擦系数(0.75).结论 加入到电解液中的纳米TiO2在微弧氧化反应过程中已进入到所形成的氧化膜层,并且填充了膜层中的微孔和裂纹,改善了膜层结构,增加了膜层厚度,显著提高了微弧氧化膜层的显微硬度和耐磨损性能.