圖3-50所示為引入超聲波后等離子體電解氧化陶瓷層的顯微硬度。由圖3-50可見,在引入超聲波技術之后,等離子體電解氧化陶瓷層的顯微硬度值均較機械攪
拌條件下有了很大程度的提高,較為明顯的就是添加混合無機添加劑的陶瓷層硬度值提高到了1271HV,無超聲波時只有692HV。分析認為,超聲波由于本身能夠產生具有強大能量作用的空化效應,可以有效的促進電解液以及各種添加劑的分散,使其能夠較充分的參與等離子體電解氧化反應,并有效的填充放電通道驟冷留下的孔洞,生成的PEO陶瓷層表面致密,所以有效地提高了PEO陶瓷層的硬度。測定鋁基體以及等離子體電解氧化陶瓷層的耐磨性能,其各自的磨損失重曲線如圖3-51所示。
由圖3-51可見,在引入超聲波技術之后,等離子體電解氧化陶瓷層的耐磨性能也有了較大提高,“平臺”較機械攪拌時延長了,陶瓷層被磨穿的摩擦延長米由35
m增加到50m。加入多種添加劑后,PEO陶瓷層的耐磨性較主體系陶瓷層提高3~5倍。在35%NaCl水溶液中浸泡400小時后實驗結果如表3-17。
等離子體電解氧化試樣在3。5%NaCl溶液中浸泡400h,表面狀態(tài)變化不明顯,但各試樣的質量比未腐蝕前略有下降,并且各試樣兩個側面腐蝕情況有所差別,靠近陰極一側幾乎看不到腐蝕現(xiàn)象,而另一側腐蝕則較為明顯些(以上腐蝕現(xiàn)象均為背離陰極一側的陶瓷層表面腐蝕現(xiàn)象)。主體系(Na2SiO3為8 g/l,KOH為2 g/l)陶瓷層較未引入超聲波技術時表面腐蝕輕微,失重率明顯下降。而添加了第二相粒子和無機添加劑的PEO陶瓷層表面腐蝕不明顯,其中失重率的為MoS2的陶瓷層,其表面也只是出現(xiàn)了5-6個的小黑點。這說明引入超聲波技術后,各試樣的耐腐蝕性能均有了一定的提高。
利用三電極體系(三電極構成兩個回路,一是極化回路,二是電位測量回路)測定了超聲波技術下PEO陶瓷層在5%NaCl溶液中的耐蝕性,通過研究電極的電流和電位,從而得到極化曲線如圖3-52所示。
可見,在5%NaCl腐蝕介質中,添加了第二相粒子和無機添加劑的PEO陶瓷層的耐蝕性,較主體系(Na2SiO3為8 g/l,KOH為2 g/l)均有不同程度的提高。主體系陶瓷層Ecorr=-785。8mV,添加納米MgO的陶瓷層Ecorr=-736。1 mV,多種無機添加劑共同作用的陶瓷層的腐蝕電位Ecorr=-750mV。對比圖3-35(a)可見,引入超聲波技術后PEO陶瓷層在5%NaCl腐蝕介質中的耐蝕性有所提高,這和表3-17所示的浸泡結果相一致。分析認為:超聲波的空化效應,能夠促進第二相粒子以及無機添加劑對PEO陶瓷層表面形貌中孔洞的填充,使陶瓷層表面孔洞減少。
另一方面,由于其對第二相粒子強有力的分散作用,使得顆粒沉積在PEO陶瓷層表面,并且相互堆積,形成更大的顆粒。而顆粒與顆粒之間相互堆積形成的空隙在腐蝕環(huán)境中,也會引入腐蝕元素,腐蝕介質就有可能通過孔洞到達被保護基體表面,使等離子體電解氧化陶瓷層與基體發(fā)生化學或電化學侵蝕。所以,這就是引入超聲波技術后PEO陶瓷層的耐腐蝕性能提高并不是很多的原因。
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