D0:10.13374/.issn1001-053x.2013.07.009 第35卷第7期 北京科技大学学报 Vol.35 No.7 2013年7月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jul.2013 电解液中Li2SO4对ZA1Si12合金微弧氧化膜特性 的影响 吕凯1,2)区，刘向东1,2)，车广东1,2)，张雅萍1) 1)内蒙古工业大学材料科学与工程学院，呼和浩特0100512)内蒙古自治区材料成型及控制工程重点实验室，呼和浩特010051 冈通信作者，E-mail:359795485@q9.com 摘要采用微弧氧化技术在ZA1Si12合金表面制备氧化膜，研究了Li2SO4的加入对微弧氧化膜性能的影响.随着电 解液中Li2SO4含量增加，试样表面氧化膜变厚且粗糙.X射线衍射分析表明，微弧氧化膜主要由A12O3相和莫来石相 组成.加入Li2SO:且经微弧氧化处理得到的试样耐腐蚀性能优于未经微弧氧化处理的试样. 关键词铝合金：微弧氧化：氧化膜：硫酸锂：耐蚀性能 分类号TG174.4 Effect of Li2SO in the electrolyte on the characteristics of oxidation films on ZAlSi12 alloy by micro-arc oxidation LU Kai12),LIU Xiang-dong12),CHE Guang-dong 12),ZHANG Ya-ping1) 1)School of Materials Science and Engineering,Inner Mongolia University of Technology,Hohhot 010051,China 2)Key Laboratory of Materials Processing Control Engineering of Inner Mongolia Autonomous Region,Hohhot 010051,China Corresponding author,E-mail:359795485@qq.com ABSTRACT Oxidation films were prepared on ZAISi12 alloy surfaces by micro-arc oxidation (MAO).The effect of Li2SO addition into the electrolyte on the performance of the oxidation films was investigated by thickness measurement, scanning electron microscopy (SEM),X-ray diffraction (XRD),and electrochemical test.It is found that the oxidation film thickens and coarsens with increasing Li2SO4 content.The results of XRD analysis indicate that the oxidation film is mainly composed of A1203 phase and mullite phase.Compared with untreated ZAlSi12 alloy samples,the samples treated by micro-arc oxidation with Li2SO4 addition have a better corrosion resistance. KEY WORDS aluminum alloys:micro-arc oxidation;oxidation films;lithium sulfate;corrosion resistance 微弧氧化(nicro-arc oxidation,MAO)是一种 微弧氧化电解液中的组成成分直接参与氧化 基于A1、Mg、Ti、Zr等轻金属及其合金表面，通 膜的烧结过程，影响氧化物熔体的黏度，进而对氧 过高压放电原位生长氧化膜的新技术，形成的氧化 化膜的质量产生明显影响.因此，对电解液组成的 膜与基体结合紧密，耐磨、耐腐蚀性能大幅度提 研究具有重要的理论与实际意义[0.前人对陶瓷 高-.随着铝合金在工业生产中的广泛应用，对 烧结过程的研究表明，微弧氧化膜的粗糙度和致密 其耐磨及耐蚀性能的要求也越来越高.因此，通过 性与膜形成过程中氧化物熔体黏度有很大关系.L+ 微弧氧化技术在铝合金，特别是铸造铝合金表面获 在碱金属离子中具有最小的离子半径和近似于二价 得一层氧化膜来提高其使用性能，具备广泛的研究 碱土金属离子Mg+的场强（离子电价与半径之比） 与应用前景 因此，L2O在陶瓷中的结构作用不同于其他的碱金 收稿日期：2012-05-12 基金项目：内蒙古自治区高等学校科学研究项目(NJZC13123):内蒙古工业大学科学研究项目（亿S201117)第 35 卷 第 7 期 北 京 科 技 大 学 学 报 Vol. 35 No. 7 2013 年 7 月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jul. 2013 电解液中 Li2SO4 对 ZAlSi12 合金微弧氧化膜特性 的影响 吕 凯1,2) ，刘向东1,2)，车广东1,2)，张雅萍1) 1) 内蒙古工业大学材料科学与工程学院, 呼和浩特 010051 2) 内蒙古自治区材料成型及控制工程重点实验室，呼和浩特 010051 通信作者，E-mail: 359795485@qq.com 摘 要 采用微弧氧化技术在 ZAlSi12 合金表面制备氧化膜，研究了 Li2SO4 的加入对微弧氧化膜性能的影响. 随着电 解液中 Li2SO4 含量增加，试样表面氧化膜变厚且粗糙. X 射线衍射分析表明，微弧氧化膜主要由 A12O3 相和莫来石相 组成. 加入 Li2SO4 且经微弧氧化处理得到的试样耐腐蚀性能优于未经微弧氧化处理的试样. 关键词 铝合金；微弧氧化；氧化膜；硫酸锂；耐蚀性能 分类号 TG174.4 Effect of Li2SO4 in the electrolyte on the characteristics of oxidation films on ZAlSi12 alloy by micro-arc oxidation LU Kai ¨ 1,2) , LIU Xiang-dong 1,2), CHE Guang-dong 1,2), ZHANG Ya-ping 1) 1) School of Materials Science and Engineering, Inner Mongolia University of Technology, Hohhot 010051, China 2) Key Laboratory of Materials Processing & Control Engineering of Inner Mongolia Autonomous Region, Hohhot 010051, China Corresponding author, E-mail: 359795485@qq.com ABSTRACT Oxidation films were prepared on ZAlSi12 alloy surfaces by micro-arc oxidation (MAO). The effect of Li2SO4 addition into the electrolyte on the performance of the oxidation films was investigated by thickness measurement, scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), and electrochemical test. It is found that the oxidation film thickens and coarsens with increasing Li2SO4 content. The results of XRD analysis indicate that the oxidation film is mainly composed of A12O3 phase and mullite phase. Compared with untreated ZAlSi12 alloy samples, the samples treated by micro-arc oxidation with Li2SO4 addition have a better corrosion resistance. KEY WORDS aluminum alloys; micro-arc oxidation; oxidation films; lithium sulfate; corrosion resistance 微弧氧化 (micro-arc oxidation，MAO) 是一种 基于 Al、Mg、Ti、Zr 等轻金属及其合金表面，通 过高压放电原位生长氧化膜的新技术，形成的氧化 膜与基体结合紧密，耐磨、耐腐蚀性能大幅度提 高[1−9] . 随着铝合金在工业生产中的广泛应用，对 其耐磨及耐蚀性能的要求也越来越高. 因此，通过 微弧氧化技术在铝合金，特别是铸造铝合金表面获 得一层氧化膜来提高其使用性能，具备广泛的研究 与应用前景. 微弧氧化电解液中的组成成分直接参与氧化 膜的烧结过程，影响氧化物熔体的黏度，进而对氧 化膜的质量产生明显影响. 因此，对电解液组成的 研究具有重要的理论与实际意义[10] . 前人对陶瓷 烧结过程的研究表明，微弧氧化膜的粗糙度和致密 性与膜形成过程中氧化物熔体黏度有很大关系. Li+ 在碱金属离子中具有最小的离子半径和近似于二价 碱土金属离子 Mg2+ 的场强 (离子电价与半径之比). 因此，Li2O 在陶瓷中的结构作用不同于其他的碱金 收稿日期：2012–05–12 基金项目：内蒙古自治区高等学校科学研究项目 (NJZC13123)；内蒙古工业大学科学研究项目 (ZS201117) DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2013.07.009