纳米TiO2对D16T铝合金微弧氧化膜耐磨性的影响及机理

作     者：刘婉颖 邱宇洪 刘颖 林元华 石云升 Mohd Talha 高婷艳 LIU Wan-ying;QIU Yu-hong;LIU Ying;LIN Yuan-hua;SHI Yun-sheng;Mohd Talha;GAO Ting-yan

作者机构：西南石油大学材料科学与工程学院成都610500 西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室成都610500 四川大学材料科学与工程学院成都610065 

出 版 物：《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期：2019年第48卷第10期

页      面：180-189页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然基金项目(51274170) 西南石油大学十八期大学生重点开放实验项目(KSZ18503) 西南石油大学青年教师过关计划项目(201131010056)~~ 

主　　题：纳米TiO2 微弧氧化 D16T铝合金 摩擦系数 显微硬度 耐磨性 

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。