电解液体系对ZrH1.8表面微弧氧化陶瓷层的影响

稀有金属, 2014, 38(4): 646-652. doi: 10.13373/j.cnki.cjrm.2014.04.017

电解液体系对ZrH1.8表面微弧氧化陶瓷层的影响

闫淑芳 ^1, , 刘向东 ^2, , 陈伟东 ^3, , 王志刚 ^4, , 范秀娟 ^5, , 徐志高 ^6,

1.内蒙古工业大学材料科学与工程学院,内蒙古呼和浩特010051

2.内蒙古工业大学材料科学与工程学院,内蒙古呼和浩特010051

3.内蒙古工业大学材料科学与工程学院,内蒙古呼和浩特010051;北京有色金属研究总院稀有金属及冶金材料研究所,北京100088

4.内蒙古工业大学材料科学与工程学院,内蒙古呼和浩特010051

5.内蒙古工业大学材料科学与工程学院,内蒙古呼和浩特010051

6.武汉工程大学绿色化工过程教育部重点实验室,湖北武汉430073

基金项目: 内蒙古自治区高等学校青年科技英才支持计划(NJYT-13-B10)资助国家教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-13-0847) 国家自然科学基金项目(51164023)

关键词：氢化锆 , 微弧氧化 , 陶瓷层 , 电解液体系

Characteristics of Coating on Surface of ZrH1.8 Prepared by MAO in Different Electrolyte Systems

Keywords： zirconium hydride , micro-arc oxidation , oxide layer , electrolyte system

采用恒压模式分别在Na2 SiO3,Na5P3O10和Na5P3O10+ H2O2电解液体系下对ZrH1.8表面进行微弧氧化(MAO),利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、膜层测厚仪测试了陶瓷层的表面形貌、截面形貌、相结构及陶瓷层厚度,通过真空脱氢实验评估了陶瓷层的阻氢性能.研究结果表明:采用微弧氧化技术在氢化锆表面可以制得厚度范围在35 ～60 μm的微弧氧化陶瓷层.不同的电解液体系下在氢化锆表面得到的微弧氧化陶瓷层的厚度不同,Na2 SiO3电解液体系下得到的陶瓷层最厚,Na5P3O10+ H2O2电解液体系次之,Na5P3O10电解液体系最薄.氢化锫表面微弧氧化陶瓷层由致密层和疏松层构成,靠近基体一侧为致密层,陶瓷层外层为疏松层.微弧氧化陶瓷层主要由单斜相氧化锆(M-ZrO2)和少量的四方相氧化锫(T-ZrO2)构成;综合比较,在Na5P3O10+ H2O2电解液体系下可以获得厚度适中,表面平整,致密性较好,阻氢性能优异的陶瓷层,陶瓷层的PRF值达到最大值12.1.

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