Al-12.5％Si合金表面ZrO2溶胶改性PEO陶瓷层的形成机制

采用ZrO2溶胶改性的等离子体电解氧化(PEO)技术在Al-12.5％Si合金表面制备Al2O3-ZrO2陶瓷层,研究ZrO2溶胶对PEO陶瓷层形成机制的影响.采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FTIR)和激光粒度仪等研究了ZrO2溶胶的微观组织结构、粒径及荷电性以及陶瓷层的微观形貌、成分及物相.结果 表明:荷负电的ZrO2溶胶粒径为50～60 nm,烧结后以四方相t-ZrO2存在,含有少量m-ZrO2.ZrO2溶胶改性的PEO涂层较未改性的涂层均匀、致密,并且生长速率提高.由于ZrO2溶胶吸附在基体表面形成凝胶层,凝胶层的高电阻使PEO初期更易产生火花放电,促进了Al2O3膜的形成.ZrO2溶胶改性的PEO涂层由Al2O3、c-ZrO2、t-ZrO2和少量的SiO2组成,而溶胶改性前SiO2的含量较高.ZrO2凝胶颗粒在等离子体放电产生的高温下进入放电通道,与电化学反应形成的Al2O3烧结形成Al2O3-Zr02复合陶瓷层.