硅酸盐体系电解液浓度对ZrH1.8表面微弧氧化陶瓷层的影响

稀有金属材料与工程, 2015, 44(10): 2561-2565.

硅酸盐体系电解液浓度对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,内蒙古呼和浩特,010051

2.内蒙古工业大学,内蒙古呼和浩特,010051

3.内蒙古工业大学,内蒙古呼和浩特010051;北京有色金属研究总院,北京100088

4.内蒙古工业大学,内蒙古呼和浩特,010051

5.内蒙古工业大学,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) 国家自然科学基金(51164023) 内蒙古工业大学科学研究项目(X201410) 教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-13-0847)

关键词：氢化锆 , 微弧氧化 , 陶瓷层 , 电解液体系

Characteristics of MAO Layers on Surface of ZrH1.8 in Silicate Electrolyte Systems

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

采用恒压模式分别在不同浓度Na2SiO3电解液体系下对ZrH1.8表面进行微弧氧化处理,利用X射线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)、膜层测厚仪测试了陶瓷层的相结构、表面形貌、截面形貌及厚度,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:当Na2SiO3浓度在6～14 g/L变化时,陶瓷层的厚度在25～61 μm范围内.随着Na2SiO3浓度的增加,电解液的电导率线性增大,微弧氧化陶瓷层厚度逐渐减小.氢化锆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,在疏松层中存在空洞和裂纹缺陷.陶瓷层由单斜相氧化锆(M-ZrO2)和四方相氧化锆(T-ZrO1.88)构成,且以单斜相氧化锆(M-ZrO2)为主,随着电解液中Na2SiO3浓度的增加,四方相T-ZrO1.88在陶瓷层中比例增大.综合比较,在Na2SiO3浓度为8g/L的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10.8.

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