四硼酸锂电解液浓度对Zr-4合金微弧氧化陶瓷层的影响

• Published in: 材料保护 Vol. 56; no. 9; pp. 68 - 74
• Main Authors: 黄佳俊, 金凡亚, 胡俊达, 刘昊, 黄熠, 但敏, 万俊豪, 唐国庆, 张勇
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 西南交通大学材料科学与工程学院, 四川 成都 610031 15.09.2023; 核工业西南物理研究院, 四川 成都 610041%核工业西南物理研究院, 四川 成都 610041%西南交通大学电气学院 磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室, 四川 成都 610031
• Subjects: 陶瓷层; Zr-4 alloy; 微弧氧化; ceramic layer; micro-arc oxidation; Zr-4 合金; 电解液; electrolyte
• ISSN: 1001-1560
• DOI: 10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0214

TG174.451; 为了提高Zr-4 合金在核工业中的服役性能并避免引入杂质元素,以Li2B4O7 为电解液在Zr-4 合金表面制备微弧氧化陶瓷层,研究了Li2 B4O7 浓度对微弧氧化陶瓷层的物相组成、微观形貌、膜层厚度、硬度、粗糙度、耐磨损和耐腐蚀性能的影响.结果表明:当ρ(Li2B4O7)= 3～15 g/L时,随着Li2B4O7 浓度的增加,电解液的电导率持续增加,陶瓷层的粗糙度总体持续增加,只在电解液浓度从 6g/L变化到 9g/L时稍有下降,微弧氧化陶瓷层厚度先在ρ(Li2B4O7)= 3～9 g/L范围内持续下降,后在ρ(Li2B4O7)= 9～15 g/L范围内上升;陶瓷层的硬度先是在ρ(Li2B4O7)= 3～6 g/L 范围内下降,后在 ρ(Li2B4O7)= 6～15 g/L 范围内上升.陶瓷层全部由单斜相氧化锆(m-ZrO2)构成.随着电解液中Li2B4O7 浓度的增加,陶瓷层的孔隙率下降,微孔尺寸变化不大,陶瓷层的摩擦系数在ρ(Li2B4O7)= 3～12 g/L范围内持续增加,在ρ(Li2B4O7)= 15 g/L时下降.综合比较,在Li2B4O7 浓度为15g/L的电解液中可以获得厚度适中、硬度较好、表面平整连续、孔隙率和孔径尺寸均较小、耐磨损和耐腐蚀性能均较好的陶瓷层.