铝合金材料表面改性研究进展

铝合金材料的电化学腐蚀研究一、引言铝合金材料因其重量轻、强度高、导热性好等优良特性，被广泛应用于航空、汽车、建筑等领域。

然而，铝合金材料在特定环境下易发生电化学腐蚀，导致性能下降或失效。

因此，对铝合金材料的电化学腐蚀研究具有重要的科学意义和实际应用价值。

二、铝合金材料的腐蚀类型铝合金材料的腐蚀类型分为普通腐蚀和局部腐蚀两种。

1. 普通腐蚀普通腐蚀是铝合金材料在一般环境条件下的均匀腐蚀。

在大气、水、土壤等环境中，铝合金材料的表面会被氧化膜保护，不会受到腐蚀。

但在一些特殊条件下，如强酸、强碱和高温等环境中，铝合金材料容易发生普通腐蚀，从而影响其性能。

2. 局部腐蚀局部腐蚀是铝合金材料在特定环境下出现的不均匀腐蚀。

铝合金材料表面的某一部分和周围的区域发生化学反应，产生电荷，从而形成电偶，形成阳极和阴极，从而出现铝合金材料局部腐蚀。

三、铝合金材料的腐蚀机理铝合金材料在特定环境下会发生腐蚀，是因为环境中的氧、水、酸、碱等物质与铝合金材料表面反应，从而破坏铝合金材料表面的氧化膜层，使铝合金材料表面的铝原子裸露出来，与环境中的物质继续反应，形成一种新的化合物，同时伴随着对电荷的转移，从而引起铝合金材料的腐蚀。

四、影响铝合金材料腐蚀的因素影响铝合金材料腐蚀因素主要包括温度、湿度、酸碱度、氧浓度、金属纯度等方面。

1. 温度温度是影响铝合金材料腐蚀的主要因素之一。

在一定温度下，铝合金材料的腐蚀速率会随着温度的升高而加速。

2. 湿度湿度是铝合金材料腐蚀的另一个重要因素，湿度高会增加铝合金材料的腐蚀速率。

3. 酸碱度酸碱度是影响铝合金材料腐蚀的重要因素之一，铝合金在碱性环境下腐蚀要比在酸性环境下更快。

4. 氧浓度铝合金材料的腐蚀与氧浓度息息相关，氧浓度越高，铝合金材料腐蚀速度越快。

5. 金属纯度金属纯度对铝合金材料的腐蚀有显著影响，杂质越多腐蚀速率越快。

五、防腐措施防腐措施主要有三个方面：金属涂层、金属合金化和金属表面改性。

7075铝合金表面处理1.化学镀镍、渗氮、热扩渗都是传统的铝合金表面强化技术，能够改善材料的表面性能。

研究化学镀镍加气体渗氮的复合方法处理7075铝合金表面的工艺和性能以及7075铝合金与Mg-Zn合金相互扩散过程。

对带有镍层表面的7075铝合金进行气体渗氮，增大了铝合金的表面硬度,其硬度最高达700HV,是基体硬度的7-8倍。

2.7075铝合金表面镀硬铬工艺。

3.化学镀技术：在铝合金基体上制备Ni-Cu-P合金镀层、Ni-P/纳米金刚石或者Ni-Co-P/Si3N4化学复合镀层。

4.铝合金复合涂层技术，研究硬质阳极氧化处理，发展具有减摩耐磨性能的自润滑铝合金复合涂层。

将铝先进行硬质阳极氧化,然后采用热浸法引入聚四氟乙烯微粒至氧化膜膜孔及表面,通过真空精密热处理后形成复合涂层。

5.复合电镀：利用复合电镀技术，在铝合金基体上电镀Ni／微米Al2O3／纳米Al2O3复合镀层。

6.喷涂方法：在铝合金表面喷涂烧结型WC-17Co粉末，制备WC涂层,以提高铝合金基体的耐磨性。

7.激光熔覆技术用激光熔覆技术对铝合金表面进行改性，在铝合金表面激光熔覆制备各种性能的硅涂层。

利用横流CO2高激光器，以铝合金为基材，在其表面预置硅粉后进行激光处理，研究熔覆工艺参数优化、组织形貌、热处理研究。

8.低温常压化学气相沉积（APCVD）技术，在铝及其合金基底上制备硅氧化物陶瓷薄膜。

沉积温度为400℃，有效提高铝及铝合金表面的耐磨性。

9.强流脉冲电子束表面改性：高能电子束在很短的脉冲时间内将能量注入材料表面极薄的一层。

利用Nadezhda-2型强流脉冲电子束装置研究了对6063铝合金化学镀的影响和YG8硬质合金的改性研究。

10.铝合金表面镀渗复合改性处理工艺：利用闭合场非平衡磁控溅射预先在铝合金表面制备一层Ti膜，再进行脉冲等离子体渗氮处理，探索了铝合金表面镀渗复合改性处理工艺。

复合改性后与未处理铝合金的磨损率相比,下降了64.7%。

浙江工贸职业技术学院材料工程系毕业论文（设计）课题名称：工艺参数对铝合金表面激光强化层组织与性能的影响专业：机电一体化（表面工程）班级：机电1204姓名：董益凯指导教师：徐临超完成时间2014 年11月15日目录第一章前言 (1)1.1 激光强化工艺研究的相关概念 (1)1.2 国内外激光强化工艺研究的现状 (1)1.3 激光强化技术发展趋势 (2)1.4 激光强化的应用和前景 (3)1.5 电镀强化与其他强化的比较 (4)1.5.1 强化后的产品耐蚀性强 (4)1.5.2 结合力强 (5)1.5.3 简化工序提高效率 (5)1.5.4 环保性 (5)1.6 激光强化研究的意义及必要性 (5)第二章实验设备及方法 (5)2.1 仪器设备 (5)2.2 实验内容与方法 (6)第三章实验结果及分析 (7)3.1 激光焦深对激光强化层硬度的影响 (7)3.2 激光电流对激光强化层硬度的影响 (7)3.3 激光脉宽对激光强化层硬度的影响 (8)3.4 激光频率对激光强化层硬度的影响 (8)3.5 激光速度对激光强化层硬度的影响 (9)四、结论 (10)致谢 (11)参考文献 (12)镀镍层激光强化工艺的研究董益凯浙江工贸职业技术学院材料工程系班级：机电1204摘要：激光强化技术可以显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电器特性等。

本论文是针对铝合金激光强化展开研究，通过对改变焦深，电流、脉宽、频率，进给得到的强化层，进行维氏硬度测试，得到最佳工艺参数是焦深103.3mm，电流160A，脉宽2.5ms，频率120Hz，工作台移动速度为标准速度的50mm /min。

关键词：激光强化；铝合金；维氏硬度第一章前言1.1 激光强化工艺研究的相关概念激光强化是指以不同的添料方式在被强化基体表面上放置被选择的涂层材料经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低，与基体成冶金结合的表面涂层，显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的工艺方法，从而达到表面改性或修复的目的，既满足了对材料表面特定性能的要求，又节约了大量的贵重元素。

收稿日期：２０１０－１１－０６作者简介：张小琴（１９８０—），女，江苏溧水人，工程师，硕士．第５卷　第３期材　料　研　究　与　应　用Ｖｏ１．５，Ｎｏ．３２　０　１　１年９月ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ　ＲＥＳＥＡＲＣＨ　ＡＮＤ　ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ　Ｓｅｐｔ．２　０　１　１文章编号：１６７３－９９８１（２０１１）０３－０１７７－０４铝合金硅烷化表面处理技术现状张　小　琴广东省工业技术研究院（广州有色金属研究院）分析测试中心，广东广州５１０６５０摘　要：本文介绍了铝合金硅烷化表面处理的腐蚀防护机理，并对相关性能影响因素（包括硅烷种类、溶液浓度、ｐＨ值及沉积方式）、改性技术（添加纳米颗粒、导入缓蚀剂及引入染色基团等）及硅烷膜的分析表征技术进行了综述．关键词：硅烷，铝合金，表面处理，防护机理，性能表征中图分类号：ＴＱ９ 文献标识码：Ａ硅烷化处理是以有机硅烷为主要原料对金属或非金属材料进行表面处理的技术．有机硅烷作用于金属表面时，既能形成亲有机的官能团，又能形成亲无机的官能团，因此可以把有机材料和无机材料这两种性质差异很大的材料牢固地结合在一起．对铝合金而言，硅烷可与基体表面的铝氧化物形成极强的Ａｌ─Ｏ─Ｓｉ键，而硅烷的有机部分又可与表面涂层形成化学键结合，极大地提高铝合金表面的耐腐蚀性以及铝合金与涂层的结合强度［１］．硅烷处理技术具有环保（无有毒重金属离子）、能耗低（常温使用）、使用成本低（每千克处理量为普通磷化的５～８倍）、无渣等优点．美国已于２０世纪９０年代开始对金属硅烷前处理技术进行理论研究，欧洲于２０世纪９０年代中期开始对硅烷进行试探性研究．我国在本世纪初迫于环保方面的巨大压力，各大研究机构及生产企业开始对硅烷进行研究．硅烷化处理是一种很有前途的金属表面处理技术，有望取代目前普遍应用的污染环境的磷化和铬化技术．１　反应机理硅烷防护技术的基本原理［２－３］就是硅烷中的硅羟基与金属氧化物的反应以及硅烷自身的缩聚反应．硅烷分子通式为Ｘ－Ｒ－Ｓｉ（ＯＲ′）ｎ，其中Ｘ代表能和有机物反应的官能团，如乙烯基、氨基、环氧基、巯基等；Ｒ为烷基，通常Ｒ为—ＣＨ３或—ＣＨ２ＣＨ３；ｎ＝２或３，－Ｓｉ（ＯＲ′）ｎ表示可进行水解反应并生成Ｓｉ－ＯＨ的基团．硅烷化反应可分为４个步骤［２－３］：（１）硅烷水解Ｓｉ（ＯＲ）３＋Ｈ２幑幐Ｏ　Ｓｉ（ＯＨ）３＋ＲＯＨ（１）（２）低聚物中的ＳｉＯＨ与铝材表面上的－ＯＨ形成氢键幑幐ＳｉＯＨ＋ＭｅＯＨ　ＳｉＯＭｅ＋Ｈ２Ｏ（２）（３）ＳｉＯＨ之间脱水缩合成含ＳｉＯＨ的低聚硅氧烷幑幐ＳｉＯＨ＋ＳｉＯＨ　ＳｉＯＳｉ＋Ｈ２Ｏ（３）（４）加热固化过程中伴随脱水反应而与基材形成共价键连接．成膜后的模型如图１所示．图１　硅烷在铝表面成膜模型Ｆｉｇ．１　Ｓｕｒｆａｃｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ａｌｌｏｙ　ａｆｔｅｒｓｉｌａｎｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ反应（１）中的水解和反应（３）中的缩合是处于竞争状态的两个反应，可通过调节反应体系的ｐＨ值来控制缩合反应的发生，从而保证硅醇的含量．经过这四步硅烷化反应后金属表面上就形成一层致密的具有Ｍｅ—Ｏ—Ｓｉ—和—Ｓｉ—Ｏ—Ｓｉ—特征结构的保护膜，从而大幅度提高金属的耐蚀性．２　影响因素２．１　成膜方式成膜方式有浸泡式和电化学辅助沉积法．电化学辅助沉积是一种明显区别于浸泡方式的新型硅烷沉积技术．该工艺是金属试样在硅烷溶液浸泡过程中，通过对其表面施加一定的电位，导致电极表面局部溶液的ｐＨ值升高，从而促进硅醇在金属表面缩聚形成交联聚合产物［—Ｓｉ—Ｏ—Ｓｉ—］ｎ．与单纯的浸泡式相比，这种方法显著提高了硅烷膜与基体的结合力及耐蚀性，且因其改变的只是金属表面小部分溶液的ｐＨ值，不会影响本体溶液的稳定性，因而克服了处理液因ｐＨ值升高导致其产生絮凝进而失效的缺点［４－６］．研究表明［２］：不同硅烷的电化学辅助沉积普遍存在着一个临界阴极沉积电位（简称ＣＣＰ，一般为－０．８Ｖ），在此电位条件下，可制备出物理性能和防腐蚀性能优越的硅烷膜层．电化学辅助沉积是当前硅烷化处理中最受研究者关注的技术，也是当前研究热点之一，具有重要的学术价值和应用前景．首先，通过对沉积过程电化学参数的在线监测及硅烷膜的表征，可以更深入地探讨电化学辅助沉积机理，如施加电位或改变电位波形对硅烷膜结构及耐蚀性的影响等．其次，可以对制备工艺中溶液参数与电化学参数进行优化，得到性能更好的硅烷膜．再次，传统浸涂工艺很难对硅烷膜的微观结构进行控制，而在电化学辅助沉积技术中通过对电化学参数的调节，可以实现硅烷膜的可控制备．２．２　溶液的ｐＨ值ｐＨ值主要通过影响硅烷溶液的水解与缩聚反应速率，来影响硅烷溶液及硅烷膜的性能．不论是在酸性条件下，还是在碱性条件下，硅烷的水解和缩聚速率都是很高的，而在ｐＨ为７左右则较低．这说明Ｈ＋和ＯＨ－对硅烷的水解和缩聚均有促进作用，是硅烷水解和缩聚反应的催化剂．可见，为了控制硅烷的缩聚和水解，使溶液中含有足够的—Ｓｉ—ＯＨ基团，降低硅烷低聚物的生成，除了要选择适当的溶剂外，还必须适当调整溶液的ｐＨ值．因此，合理ｐＨ值的选取既要考虑抑制硅烷溶液缩聚反应的发生，还要使硅烷溶液有合适的水解速率．根据这一原则，摸索出了一些防护用硅烷溶液的最佳ｐＨ值范围［２］：ＢＴＳＥ（４～５），ＢＴＳＰＳ（６～６．５）；对于制备功能性硅烷膜，溶液ｐＨ值的调整范围可更宽一些，如γ－ＡＰＳ（４～１１），ＢＴＳＰＡ（３．５～９．５）．另外，在选取ｐＨ值时，还应考虑铝基体在溶液中的稳定性，所以溶液ｐＨ值不能太大．２．３　硅烷的种类和浓度为获得单纯防护性的硅烷膜，一般选用无官能团的硅烷试剂，如ＢＴＳＥ和ＢＴＳＰＳ等．若为了提高基体与有机涂层的结合力，常选用与涂层匹配的带特定官能团的硅烷，如对环氧系列涂层一般选用γ－ＧＰＳ等，此功能性硅烷膜也可涂覆在非官能团硅烷膜上．该技术称为两步法成膜工艺，所制得的双层膜既有一定的耐蚀性，又与有机涂层有较好的结合力．近期又开发出了复合硅烷膜技术［７－１０］，可一次性制备两类硅烷膜，且复合膜的性能具有协同效应．此外，Ｑｕｅ等人［１１－１２］还研究了硅烷涂层与其他无机涂层的结合应用．徐溢［１３］利用反射吸收红外光谱研究表明：在２ｍｉｎ内，硅烷分子不停地被吸附到金属表面，吸附是瞬间完成的，金属表面上硅烷膜的厚度在不断地增长；但２ｍｉｎ后，以化学键合的膜的厚度已不再增长，自此之后，膜的性质和浸渍时间无关．在金属表面硅烷化中，老化方式及温度对膜层的附着力及耐蚀性都有较大影响．自然老化后硅烷膜的耐蚀性与加热老化后硅烷膜的耐蚀性相比，加热老化的膜层耐蚀性能增长较大．对于乙烯基三己氧基硅烷（ＶＳ），温度的影响并不明显，而ＫＨ－５６０、ＫＨ－５５０膜的性能受老化时间和温度的影响很大．老化温度过高，会造成膜内的交联以致降低膜的反应性．这种反应性的降低可能是发生了如下反应：①Ｓｉ—Ｏ—Ｍｅ化学结合键的形成；②未反应ＳＣＡ、硅醇分子之间的交联、缩聚；③Ｙ基团发生的交联．随着膜变得越来越致密，硅烷向高分子材料形成互穿式网络结构越来越困难［１３］．２．４　添加剂Ｖａｎ　Ｏｏｉｊ研究组［１４－１５］最早在硅烷体系中添加８７１材　料　研　究　与　应　用２　０　１　１了纳米级氧化铝颗粒，发现制备出的膜层的抗腐蚀性能接近于铬酸盐处理效果．近年来，为提高膜的耐蚀性与机械性能，该研究组成功开发出在硅烷膜中复合多种纳米颗粒（ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３等）的工艺，并指出掺杂的纳米颗粒含量必须在一定范围内．以硅藻土掺杂双－１，２－［丙基三乙氧基硅烷］二硫化物为例，在硅藻土含量为５ｐｐｍ～１５ｐｐｍ（１ｐｐｍ＝０．０００１％，下同）时，硅烷膜层的改性效果最佳；高于１５ｐｐｍ时，硅烷膜层的防腐蚀性能显著下降［１４］．另一种方法是在体系中添加缓蚀剂［１６－１９］．当金属基体表面的膜层被破坏而发生腐蚀时，掺杂于膜层中的缓蚀剂就会缓慢释放出来，延缓或抑制基体的腐蚀速率，从而起到提高膜层抗腐蚀能力的作用．可用于硅烷膜层掺杂的缓蚀剂包括有机缓蚀剂和无机缓蚀剂，有机缓蚀剂主要有苯并三唑、甲基苯并三氮唑和苯基膦酸等，无机缓蚀剂有稀土盐类和硝酸铈等．Ａｒａｍａｋｉ　Ｋ［１９］等研究者对各种缓蚀剂的研究表明，在硅烷膜层中添加缓蚀剂能明显降低硅烷膜层的自腐蚀电流；硝酸铈不仅能有效地抑制ＡＡ２０２４－Ｔ３的腐蚀，而且可以使膜层具备自愈能力，是最有发展潜力的缓蚀剂之一．添加染色剂也是一个研究方向［２０］．现有所制备的硅烷膜层一般都是无色的，没有铬处理那样的可视膜层，也没有阳极氧化处理后膜层所具备的各种色调，影响纯防护性膜层的外观形貌，不利于及早发现膜层是否已完全对金属基材进行了覆盖，或在运输、卷曲过程中是否有破损．因此，有必要赋予膜层一定的颜色．当前掺杂于硅烷膜层中的色素一般选择有机染料，要求具有水溶性或醇溶性、不和成膜剂硅烷发生反应、化学性质稳定、能有效融入硅烷膜的网状结构中、不易在水或有机溶剂中渗出、不影响膜层的抗腐蚀性能等特点．已有研究中，ＢａｓｏｎｙＹｅｌ－ｌｏｗ　ＮＢ　１２２ｄｙｅ和Ｂａｓｏｎｙｌ　Ｒｅｄ　４８２（ｘａｎｔｈｅｎｅ）ｒｅｄｐｏｗｄｅｒ　ｄｙｅ被证实具有以上的特征［２１］．３　硅烷膜的分析与表征应用较广的金属表面硅烷膜的表征方法主要有Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）、反射吸收红外光谱（ＲＡ－ＩＲ）、衰减全反射红外光谱（ＡＴＲ－ＩＲ）、非弹性电子隧道光谱（ＩＥＴ）、椭圆光谱（Ｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｒｙ）、次级离子质谱（ＳＩＭＳ）、电化学阻抗谱（ＥＩＳ）、俄歇电子能谱（ＡＥＳ）和核磁共振谱（ＮＭＲ）等［２２］．通过ＸＰＳ可得到谱峰对应的结合能，以识别硅烷膜表面的基团，同时通过峰面积积分和相关计算可得到硅醇在金属表面的表面分数（百分含量）；采用ＲＡ－ＩＲ可分析铝表面硅烷膜的结构和键合状况，通过ＲＡ－ＩＲ和ＡＴＲ也能研究膜的厚度，并且不破坏样品，但其缺点是难以直接得到硅烷膜和金属表面之间的键合信息，同时ＲＡ－ＩＲ要求被测金属表面需十分平整、光亮，以形成镜面最大限度地反射红外光；椭圆光谱（ＳＥ）可以有效测量硅烷膜的厚度；ＳＩＭＳ可提供膜表面的组成元素信息和物质化学结构信息，还可进行半定量和定量分析，灵敏度相当高．若ＳＩＭＳ与ＸＰＳ结合使用，可研究涂覆在铝表面硅烷的水解和缩合反应以及硅烷金属键的形成、膜的均一性等；ＥＩＳ广泛应用于金属涂层性能的评价，它可给出涂层在不同交流频率下的阻抗和电容值，以及涂层下金属界面的信息，是考察硅烷膜层防腐性能的一种重要手段．４　结　语有机硅烷在铝合金表面处理领域显示了巨大潜力．硅烷转化膜将铝基体和有机物牢固地粘结在一起，使其获得了具有良好涂装与防蚀效果的超薄有机涂层．它的推广及应用将会给传统的铬酸盐化学转化技术带来革命性的变革，对铝及其合金涂装行业的清洁生产产生深远影响．然而，该工艺还存在不足之处，主要有以下几点：（１）由于膜层较薄，若不进行进一步涂装处理，其防护效果很有限；（２）硅烷处理技术对金属基体表面和硅烷槽液的清洁性要求较高，金属表面油污及槽液杂质都将影响硅烷膜的防护性能；（３）硅烷膜不具备自愈性．参考文献：［１］闫斌，陈宏霞，陈嘉宾．功能性有机硅烷膜对金属腐蚀防护的研究现状及展望［Ｊ］．材料保护，２００９，４２（３）：５４－５６．［２］刘倞，胡吉明，张鉴清，等．金属表面硅烷化防护处理及其研究现状［Ｊ］．中国腐蚀与防护学报，２００６，２６（１）：５９－６３．［３］王雪明，李爱菊，李国丽，等．硅烷偶联剂在防腐涂层金属预处理中的应用研究［Ｊ］．材料科学与工程学报，２００５，２３（１）：１４６－１５０．［４］ＳＨＡＣＨＡＭ　Ｒ，ＡＶＮＩＲ　Ｄ，ＭＡＮＤＬＥＲ　Ｄ．Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏ－ｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｅｔｈｙｌａｔｅｄ　ｓｏｌ－ｇｅｌ　ｆｉｌｍｓ　ｏｎ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ　ｓｕｒｆａｃｅｓ［Ｊ］．Ａｄｖ　Ｍａｔｅｒ，１９９９，１１（５）：３８４－３８８．［５］ＳＨＥＦＦＥＲ　Ｍ，ＧＲＯＹＳＭＡＮ　Ａ，ＭＡＮＤＬＥＲ　Ｄ．Ｅｌｅｃｔｒｏ－９７１第５卷　第３期张小琴：铝合金硅烷化表面处理技术现状ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｏｌ－ｇｅｌ　ｆｉｌｍｓ　ｏｎ　Ａｌ　ｆｏｒ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｐｒｏｔｅｃ　ｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｃｏｒｒｏｓ　Ｓｃｉ，２００３，４５（１２）：２８９３－２９０４．［６］ＧＡＮＤＨＩ　Ｊ　Ｓ，ＶＡＮ　ＯＯＩＪ　Ｗ　Ｊ．Ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｐｒｏ－ｔｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ａｌｌｏｙｓ　ｂｙ　ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｅｄ　ｓｉｌａｎｅｓ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒ　Ｅｎｇ　Ｐｅｒｆｏｒｍ，２００４，１３（４）：４７５－４８０．［７］ＨＡＲＵＮ　Ｍ　Ｋ，ＬＹＯＮ　Ｓ　Ｂ，ＭＡＲＳＨ　Ｊ　Ａ．Ｓｕｒｆａｃｅ　ａｎａ－ｌｙｔｉｃａｌ　ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　ｆｕｎｃ－ｔｉｏｎａｌｉｓｅｄ　ｍｉｌｄ　ｓｔｅｅｌ　ｆｏｒ　ａｄｈｅｓｉｏｎｐｒｏｍｏｔｉｏｎ　ｏｆ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｃｏａｔｉｎｇｓ［Ｊ］．Ｐｒｏｇ　Ｏｒｇ　Ｃｏａｔ，２００３，４６：２１．［８］ＣＯＮＤＥ　Ａ，ＤＵＲ Ｎ　Ａ，ＤＥ　ＤＡＭＢＯＲＥＮＥＡ　Ｊ　Ｊ．Ｐｏｌｙ－ｍｅｒｉｃ　ｓｏｌ－ｇｅｌ　ｃｏａｔｉｎｇｓ　ａｓ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ　ｌａｙｅｒｓ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎｉｕｍａｌｌｏｙｓ［Ｊ］．Ｐｒｏｇ　Ｏｒｇ　Ｃｏａｔ，２００３，４６：２８８．［９］ＺＨＵ　Ｄ，ＶＡＮ　ＯＯＩＪ　Ｗ　Ｊ．Ｅｎｈａｎｃｅｄ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆ　ＡＡ　２０２４－Ｔ３ａｎｄ　ｈｏｔ－ｄｉｐ　ｇａｌｖａｎｉｚｅｄ　ｓｔｅｅｌ　ｕｓｉｎｇ　ａ　ｍｉｘ－ｔｕｒｅ　ｏｆ　ｂｉｓ－［ｔｒｉ－ｅｔｈｏｘｙｓｉｌｙｌｐｒｏｐｙｌ］ｔｅｔｒａｓｕｌｆｉｄｅ　ａｎｄ　ｂｉｓ－［ｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌｙｌｐｒｏｐｙｌ］ａｍｉｎｅ［Ｊ］．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｉｍ　Ａｃｔａ，２００４，４９：１１１３．［１０］ＺＨＵ　Ｄ，ＶＡＮ　ＯＯＩＪ　Ｗ　Ｊ．Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｅｔ－ａｌｓ　ｂｙ　ｗａｔｅｒ－ｂａｓｅｄ　ｓｉｌａｎｅ　ｍｉｘｔｕｒｅｓ　ｏｆ　ｂｉｓ－［ｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉ－ｌｙｌｐｒｏｐｙｌ］ａｍｉｎｅ　ａｎｄ　ｖｉｎｙｌｔｒｉａｃｅｔｏｘｙｓｉｌａｎｅ［Ｊ］．Ｐｒｏｇ　ＯｒｇＣｏａｔ，２００４，４９：４２．［１１］ＱＵＥ　Ｗ　Ｘ，ＳＵＮ　Ｚ，ＺＨＯＵ　Ｙ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈａｒｄ　ｏｐｔｉ－ｃａｌ　ｃｏａｔｉｎｇｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ａｎ　ｏｒｇａｎｉｃ／ｉｎｏｒｇａｎｉｃ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｂｙｓｏｌ－ｇｅｌ　ｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒ　Ｌｅｔｔ，２０００，４２：３２６．［１２］ＱＵＥ　Ｗ　Ｘ，ＺＨＡＮＧ　Ｑ　Ｙ，ＣＨＡＮ　Ｙ　Ｃ．Ｓｏｌ－ｇｅｌ　ｄｅｒｉｖｅｄｈａｒｄ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｃｏａｔｉｎｇｓ　ｖｉａ　ｏｒｇａｎｉｃ／ｉｎｏｒｇａｎｉｃ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．Ｃｏｍｐｏｓ　Ｓｃｉ　Ｔｅｃｈ－ｎｏｌ，２００３，６３：３４７．［１３］徐溢，唐守渊，陈立军．反射吸收红外光谱法研究铝表面硅烷试剂膜的结构与性能［Ｊ］．分析化学，２００２，３０（４）：４６４－４６６．［１４］ＰＡＬＡＮＩＶＥＬ　Ｖ，ＺＨＵ　Ｄａｎｑｉｎｇ，ＯＯＩＪ　Ｖ．Ｎａｎｏｐａｒｔｉ－ｃｌｅ－ｆｉｌｌｅｄ　ｓｉｌａｎｅ　ｆｉｌｍｓ　ａｓ　ｃｈｒｏｍａｔｅ　ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｓ　ｆｏｒ　ａｌｕ－ｍｉｎｕｍ　ａｌｌｏｙｓ［Ｊ］．Ｐｒｏｇｅｓｓ　ｉｎ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｃｏａｔｉｎｇｓ，２００３，４７（４）：３８４－３９２．［１５］ＰＡＬＡＮＩＶＥＬ　Ｖ，ＨＵＡＮＧ　Ｙ，ＶＡＮ　ＯＯＩＪ　Ｗ　Ｊ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆ　ａｄｄｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ　ｔｏｓｉｌａｎｅ　ｆｉｌｍｓ　ｏｎ　ｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ＡＡ２０２４－Ｔ３ｉｎ　ａ　０．５ＭＮａＣｌ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｐｒｏｇ　Ｏｒｇ　Ｃｏａｔ，２００５，５３（２）：１５３－１６８．［１６］ＳＨＥＦＦＥＲ　Ｍ，ＧＲＯＹＳＭＡＮ　Ａ，ＳＴＡＲＯＳＶＥＴＳＫＹ　Ｄ，ｅｔ　ａｌ．Ａｎｉｏｎ　ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ｓｏｌ－ｇｅｌ　ｆｉｌｍｓ　ｏｎ　Ａｌ　ｆｏｒ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｃｏｒｒｏｓ　Ｓｃｉ，２００４，４６（１２）：２９７５－２９８５．［１７］ＰＥＰＥ　Ａ，ＡＰＡＲＩＣＩＯ　Ｍ，ＣＥＲ′Ｅ　Ｓ，ｅｔ　ａｌ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｅｒｉｕｍ　ｄｏｐｅｄ　ｓｉｌｉｃａ　ｓｏｌ－ｇｅｌ　ｃｏａｔ－ｉｎｇｓ　ｏｎ　ｇｌａｓｓ　ａｎｄ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ［Ｊ］．Ｎｏｎ－ＣｒｙｓｔＳｏｌｉｄｓ，２００４，３４８（１５）：１６２－１７１．［１８］ＴＲＡＢＥＬＳＩ　Ｗ，ＣＥＣＩＬＩＯ　Ｐ，ＦＥＲＲＥＩＲＡ　Ｍ　Ｇ　Ｓ，ｅｔ　ａｌ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｅｌｆ－ｈｅａｌｉｎｇ　ｐｒｏｐｅｒ－ｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｃｅ－ｄｏｐｅｄ　ｓｉｌａｎｅ　ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｐｒｅ－ｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆ　ｇａｌｖａｎｉｓｅｄ　ｓｔｅｅｌ　ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ［Ｊ］．Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎ　ＯｒｇａｎｉｃＣｏａｔｉｎｇｓ，２００５，５４（４）：２７６－２８４．［１９］ＡＲＡＭＡＫＩ　Ｋ．ＸＰＳ　ａｎｄ　ＥＰＭＡ　ｓｔｕｄｉｅｓ　ｏｎ　ｓｅｌｆ－ｈｅａｌｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ａ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ　ｆｉｌｍ　ｃｏｍｐｏｓｅｄ　ｏｆ　ｈｙｄｒａｔｅｄｃｅｒｉｕｍ（ＩＩＩ）ｏｘｉｄｅ　ａｎｄ　ｓｏｄｉｕｍ　ｐｈｏｓｐｈａｔｅ　ｏｎ　ｚｉｎｃ［Ｊ］．Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００３，４５（１）：１９９－２１０．［２０］徐以兵．铝合金和镁合金的表面硅烷化处理研究［Ｄ］．长沙：湖南大学．２００８．［２１］ＰＡＬＡＮＩＶＥＬ　Ｗ　Ｍ．Ｍｏｄｉｆｉｅｄ　ｓｉｌａｎｅ　ｔｈｉｎ　ｆｉｌｍ　ａｓ　ａｎ　ａｌ－ｔｅｒｎａｔｉｖｅ　ｔｏ　ｃｈｒｏｍａｔｅｓ　ｆｏｒ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｏｆＡＡ２０２４－Ｔ３ａｌｌｏｙ［Ｄ］．Ｋｎｏｘｖｉｌｌｅ：Ｕｎｉｖ　ｏｆ　Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ，２００３，２３－２６．［２２］徐溢，唐守渊，张晓凤．金属表面硅烷试剂膜结构及性能表征方法［Ｊ］．光谱学与光谱分析，２００４，２４（４）：４９５－４９８．Ｓｉｌａｎｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｎ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｓｕｒｆａｃｅＺＨＡＮＧ　ＸｉａｏｑｉｎＡｎａｌｙｔｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｔｅｓｔｉｎｇ　Ｃｅｎｔｅｒ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　Ｒｅ－ｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｎｏｎ－ｆｅｒｒｏｕｓ　Ｍｅｔａｌｓ），Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６５０，ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｓｉｌａｎｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｆａｃｔｏｒｓ（ｓｉｌａｎｅｃａｔｅｇｏｒｉｅｓ，ｔｈｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐＨ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｉｌａｎｅ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ，ａｎｄ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄｓ）ａｆｆｅｃｔｉｎｇ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆ　ｔｈｅ　ｓｉｌａｎｅ　ｆｉｌｍ，ａｎｄ　ｍｏｄｉｆｉｅｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ｓｕｃｈ　ａｓ　ａｄｄｉｎｇ　ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ，ｄｏｐｉｎｇ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ　ａｎｄｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ｄｙｅｓ　ａｎｄ　ｃｏｌｏｒａｎｔｓ．Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ　ａｎｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｉｌａｎｉｚｉｎｇ　ｆｉｌｍａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｈｏｒｔａｇｅｓ　ｔｈａｔ　ｅｘｉｓｔ　ｉｎ　ｓｉｌａｎｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ａｒｅ　ａｌｓｏ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ａｌｌ　ａｂｏｖｅ，ｉｔ　ａｉｍｓ　ｔｏ　ｐｒｏｍｏｔｅ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉ－ｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ－ｆｒｉｅｎｄｌｙ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｎ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ａｌｌｏｙｓ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｉｌａｎｅ；ａｌｕｍｉｎｕｍ　ａｌｌｏｙ；ｓｕｒｆａｃｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ａｎｔｉ－ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ０８１材　料　研　究　与　应　用２　０　１　１。

一、概述铝合金是一种重要的结构材料，广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。

微弧氧化是一种通过电化学方法在金属表面形成氧化膜层的技术，可以有效提高铝合金的耐腐蚀性、硬度和耐磨性。

通过微弧氧化制备cr2o3复合膜层，可以进一步提高铝合金的性能，因此对其制备及表征进行研究具有重要意义。

二、制备方法1. 原材料准备：铝合金基材2. 预处理：清洗铝合金表面，去除油污和杂质3. 微弧氧化：在特定电解液中进行微弧氧化处理，形成氧化膜层4. Cr2o3复合膜层制备：采用化学沉积或物理蒸发等方法，在氧化膜层表面沉积Cr2o3复合膜层三、表征方法1. 扫描电镜观察：观察膜层的形貌和厚度2. X射线衍射分析：分析膜层的晶体结构和成分3. 电化学测试：测试膜层的耐腐蚀性能和电化学性能4. 显微硬度测试：测试膜层的硬度和耐磨性能四、实验结果与分析1. 微弧氧化制备的氧化膜层厚度为10-50μm，形貌呈现出致密均匀的孔洞结构2. Cr2o3复合膜层的X射线衍射分析表明膜层内部结构致密，晶粒细小3. 电化学测试结果显示Cr2o3复合膜层具有良好的耐腐蚀性和电化学性能4. 显微硬度测试表明膜层的硬度大幅提高，耐磨性能显著改善五、结论通过微弧氧化制备cr2o3复合膜层，可以有效提高铝合金的耐腐蚀性、硬度和耐磨性。

该技术具有较好的可行性和应用前景，为铝合金材料的改性和加工提供了新的思路和方法。

需要进一步深入研究膜层的形成机理和影响因素，优化制备工艺，提高膜层的性能和稳定性。

六、进一步研究方向1. 影响微弧氧化和Cr2o3复合膜层性能的因素：探究影响微弧氧化膜层形貌和性能的工艺参数，如电压、电流密度、电解液成分等，以及Cr2o3复合膜层形成的机理和影响因素，进一步优化制备工艺。

2. 探索其他复合膜层的制备方法：除了Cr2o3，还可以尝试利用其他金属氧化物或无机化合物，如SiO2、TiO2等，制备不同性能和应用的复合膜层，扩大铝合金的应用范围。

铝合金选区激光熔化混晶结构
铝合金是一种具有优异物理性能和机械性能的材料，被广泛应用于工业、航空航天、汽车等领域。

然而，铝合金具有典型的混杂晶结构，会导致材料的力学性能和耐蚀性能受到限制。

为解决这一问题，科学家们采用了选区激光熔化技术，在铝合金表面进行改性处理。

这种技术可以制备出具有混晶结构的铝合金。

选区激光熔化是一种非常重要的先进技术，它可以通过高功率的激光束来溶化局部区域的金属材料。

与传统的铸造、热处理相比，选区激光熔化可以细化材料晶粒，减少晶界缺陷，提高力学性能。

在铝合金表面进行选区激光熔化处理可以形成混晶结构，从而提高铝合金的塑性和韧性，增强抗拉强度和硬度，降低其疲劳裂纹扩展速率和腐蚀速率。

混晶结构指的是由两种或多种晶体相组成的结构。

在铝合金中，混晶结构通常由α-Al和θ-Al2Cu相组成。

其中，θ-Al2Cu相是由铝和铜原子共同组成的相，具有高密度和高刚性。

α-Al相则具有高塑性和韧性。

因此，混晶结构的铝合金既具备塑性和韧性，又具有高硬度和高强度，可广泛应用于航空航天、汽车、医疗等领域。

选区激光熔化技术对于铝合金的改性具有重要的意义。

通过对选区激
光熔化过程中的激光功率、扫描速度和材料性能等参数的精确控制，
可以制备出混晶结构的铝合金材料，从而改善其力学性能和耐蚀性能。

由于选区激光熔化技术具有高效、精密和可重复的特点，因此在未来
还将有更广泛的应用前景。

总的来说，铝合金的混晶结构可以通过选区激光熔化技术制备出来，
这种技术可以显著提高铝合金的力学性能和耐蚀性能，有望在航空、
汽车等领域得到广泛应用。

第３０卷　第６期广东石油化工学院学报Ｖｏｌ．３０　Ｎｏ．６Ｄｅｃｅｍｂｅｒ２０２０２０２０年１２月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｕａｎｇｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ６０６１－Ｔ６铝合金电弧喷涂Ｎｉ－Ａｌ涂层摩擦磨损性能研究王吉孝，王黎，马李，莫才颂（广东石油化工学院机电工程学院，广东茂名５２５０００）摘要：为了提高舰载机偏流板表面的耐磨性能并延长其使用寿命，利用双丝电弧喷涂技术在６０６１－Ｔ６铝合金表面制备了两种Ｎｉ－Ａｌ复合涂层，研究了两种不同复合涂层的静摩擦系数和滑动摩擦系数，以及涂层的耐磨性能。

试验结果表明，以Ｎｉ－５％Ａｌ为打底层，Ｎｉ－２０％Ａｌ作为面层的Ｎｉ－Ａｌ复合涂层的摩擦磨损性能满足要求，耐磨性能较好，其磨损机理为黏着磨损。

关键词：６０６１－Ｔ６铝合金；电弧喷涂；复合涂层；摩擦磨损中图分类号：ＴＧ１７４．４文献标识码：Ａ文章编号：２０９５－２５６２（２０２０）０６－００５７－０５舰载机偏流板涂层要求在干态、水态和油态条件下具有很好的防滑性能，以此保证飞机和重型设备在恶劣海洋状况下不滑动［１］。

为延长使用寿命，要求磨损后涂层仍保持高摩擦系数［２］。

树脂基涂层虽在美、英海军舰载飞机甲板上有广泛应用，但该类涂层还存在不足：耐磨性能仅为金属基涂层的１／５以下；树脂基涂层摩擦系数在两年内，摩擦系数由１．４降到０．８，而金属基涂层摩擦系数可稳定在０．９以上；同时树脂基涂层易老化，高温时挥发有毒气体，但金属基涂层没这些缺点［３］。

２０世纪６０年代，金属基防滑涂层就已应用到舰载机偏流板。

采用热喷涂技术在ＣＶＡ－５９号航母偏流板上制备铝酸镍防滑涂层［４］。

该板经受大量飞机的燃气喷射气流，只有很少点蚀［５］。

将铝酸镍防滑涂层用于ＣＶＡ－６３号航母１＃偏流板，经１０个月使用性能完好［６］。

现在金属基防滑涂层多采用铝基防滑涂层。

国内对防滑涂层的研究较少，装甲兵工程学院研制了一种铝基氧化铝粉芯丝材，该涂层摩擦系数为０．７～０．９，纯铝涂层摩擦系数为０．４左右［７］。

铝合金三价铬钝化铝合金是一种常见的金属材料，具有较好的机械性能和耐腐蚀性能。

然而，铝合金的表面容易被氧化，从而影响其使用寿命和美观度。

为了解决这一问题，人们开发出了铝合金的钝化处理技术，其中三价铬钝化是一种常用的方法。

铝合金三价铬钝化是指在铝合金表面形成一层三价铬氧化物膜，从而保护铝合金不受外界氧化物的侵蚀。

该膜具有良好的耐腐蚀性和附着力，能够有效延长铝合金的使用寿命。

三价铬钝化的工艺过程主要包括清洗、活化、钝化和封闭等步骤。

首先，对铝合金表面进行去污清洗，以去除表面的油污和杂质。

然后，利用活化剂对铝合金表面进行活化处理，以增加表面的粗糙度和活性。

接下来，在活化的铝合金表面形成一层三价铬氧化物膜，该膜能够与铝合金表面发生化学反应，形成稳定的保护层。

最后，通过封闭处理，使三价铬氧化物膜更加牢固和耐久。

铝合金三价铬钝化的优点主要有以下几个方面。

首先，该方法不需要使用有毒有害的物质，对环境友好。

其次，钝化膜的形成过程简单，操作方便。

再次，三价铬钝化膜具有良好的耐腐蚀性和耐磨性，能够有效保护铝合金表面。

此外，钝化后的铝合金表面光洁度高，具有较好的装饰效果。

然而，铝合金三价铬钝化也存在一些问题和挑战。

首先，钝化膜的厚度和均匀性对钝化效果有重要影响，控制好钝化过程的参数是关键。

其次，三价铬钝化膜的耐久性和稳定性有待进一步提高，以满足不同环境条件下的使用需求。

此外，钝化剂的选择和使用也需要注意，以确保钝化效果和操作安全。

为了解决这些问题，研究人员不断探索和改进铝合金三价铬钝化技术。

他们通过调控钝化液的成分和工艺参数，优化钝化膜的形成过程。

同时，利用表面改性技术和复合膜技术，提高钝化膜的性能和稳定性。

此外，研究人员还致力于开发新型的钝化剂和封闭剂，以提高钝化效果和延长钝化膜的寿命。

铝合金三价铬钝化是一种重要的表面处理技术，能够有效保护铝合金不受氧化物的侵蚀。

随着科技的发展和研究的深入，铝合金三价铬钝化技术将进一步完善和应用于实际生产中，为铝合金的广泛应用提供更好的保障。

铝合金阳极氧化与表面处理技术第一章引论1.铝及铝合金的性能特点密度低；塑性好；易强化；导电好；耐腐蚀；易回收；可焊接；易表面处理2.简述铝合金的腐蚀性及其腐蚀形态1）腐蚀性：(1)酸性腐蚀：铝在不同的酸中有不同腐蚀行为，一般在氧化性浓酸中生成钝化膜，具有很好的耐蚀性，而在稀酸中有“点腐蚀”现象。

局部腐蚀；(2）碱性腐蚀：铝在碱性溶液中的腐蚀,碱能与氧化铝反应生成偏铝酸钠和水，然后再进一步与铝反应生成偏铝酸钠和氢气。

全面腐蚀；（3）中性腐蚀：在中性盐溶液中，铝可以是钝态，也可能由于某些阳离子或者阳离子的作用发生腐蚀。

点腐蚀。

2）腐蚀形态:点腐蚀，电偶腐蚀,缝隙腐蚀，晶间腐蚀，丝状腐蚀和层状腐蚀等点腐蚀：最常见的腐蚀形态，程度与介质和合金有关电偶腐蚀：接触腐蚀，异（双）金属腐蚀，在电解质溶液中，当两种金属或合金相接触（电导通）时，电位较负的金属腐蚀被加速，而电位较正的金属受到保护的腐蚀现象。

缝隙腐蚀:两个表面接触存在缝隙,该处充气溶解氧形成氧浓差原电池，使缝隙内产生腐蚀。

晶间腐蚀：与热处理不当有关,合金元素或金属间化合物沿晶界沉淀析出，相对于晶粒是阳极，而构成腐蚀电池。

丝状腐蚀：丝状腐蚀是一种膜下腐蚀，呈蠕虫状在膜下发展,这种膜可以是漆膜，或者其他涂层,一般不发生在阳极氧化膜的下面.丝状腐蚀与合金成分、涂层前预处理和环境因素有关，环境因素有适度、温度、氯化物；层状腐蚀：剥层腐蚀，也叫剥蚀。

3.铝合金表面处理技术包括哪几个方面？表面机械预处理(机械抛光或扫纹等)（2）化学预处理或化学处理（化学转化或化学镀等）(3）电化学处理(阳极氧化或电镀等）（4)物理处理（喷涂、搪瓷珐琅化及其物理表面技术改性）等.搪瓷珐琅：将无机物的混合物熔融成不同熔点玻璃态物质。

4.铝合金阳极氧化膜的特性有哪些？有：耐蚀性；硬度和耐磨性;装饰性;有机涂层和电镀层附着性；电绝缘性；透明性；功能性第二章铝的表面机械预处理1.预处理的目的:(1）提高良好的表观条件和表面精饰质量。

第52卷第11期表面技术2023年11月SURFACE TECHNOLOGY·225·厚度主导铝合金表面304不锈钢涂层组织结构及性能的演变行为成波1，张新懿1，李文生1,2*，李旭强1，张婷1，马拉特·别洛茨科夫斯基3，乌拉吉米尔·赛纽特3，维克多·卓尼克3（1.兰州理工大学 材料科学与工程学院 有色金属先进加工与再利用国家重点实验室， 兰州 730050；2.西北师范大学 物理与电子工程学院，兰州 730070；3.白俄罗斯国家科学院 机械联合研究所，明斯克 220072）摘要：目的评价不同沉积厚度对铝合金基体上304不锈钢涂层综合性能的影响。

方法采用超音速火焰喷涂在铝合金表面制备3种不同厚度（200、600、1 000 µm）的304不锈钢涂层。

利用附带能谱的扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、维氏显微硬度计、纳米压痕仪、液压式万能试验机以及摩擦磨损试验机，研究涂层的微观结构、物相组成、残余应力、硬度分布、弹性模量、结合强度、弯曲性能和摩擦学行为。

结果304不锈钢涂层组织均匀、无裂纹，与基体结合良好。

涂层主要由奥氏体相组成，其余为少量铁素体相和氧化物，且涂层中奥氏体晶粒相比粉末中发生晶粒细化。

随着涂层厚度的增加，涂层孔隙率（C200≈0.5%、C600≈2.5%、C1000≈4.3%）、氧含量（C200≈2.4%、C600≈3.1%、C1000≈4.2%）增加，涂层残余压应力减小，显微硬度、弹性模量和结合强度均呈下降趋势；但涂层断裂刚度与其厚度成正比，断裂时裂纹主要沿未熔颗粒边界和氧化物聚集区域萌生和扩展。

在干摩擦条件下，304不锈钢涂层的摩擦系数约为0.6，与铝合金相比，摩擦过程更加稳定，耐磨性提高3倍。

随着涂层厚度的增加，涂层摩擦系数稳定性降低，磨损率增大，磨损机制以疲劳磨损和犁沟磨损为主。

结论与304不锈钢粉末相比，晶粒细化和残余压应力的存在致使涂层整体硬度提升。