Дослідження впливу складу електроліту на структуру та властивості покриттів, отриманих методом мікродугового оксидування
Вантажиться...
Дата
2022
DOI
doi.org/10.15330/pcss.23.2.380-386
Науковий ступінь
Рівень дисертації
Шифр та назва спеціальності
Рада захисту
Установа захисту
Науковий керівник
Члени комітету
Видавець
Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника
Анотація
Алюмінієві сплави, поряд з позитивними властивостями – низька щільність, висока питома міцність, електропровідність, пластичність, в'язкість та інші, володіють недоліками: низькі твердість, модуль пружності, зносостійкість і висока хімічна активність у багатьох неорганічних кислотах. Усунути ці недоліки може метод мікродугового оксидування (МДО). Перетворення поверхневих шарів оброблюваної деталі у високотемпературні оксиди алюмінію дозволить забезпечити зміцнення поверхні та підвищити її захисні властивості. Властивості МДО-покриттів залежить від багатьох факторів, одним з них є склад електроліту. Згідно з літературними даними, найбільш широко застосовуються лужно-силікатні електроліти, які показали найбільшу ефективність при мікродуговому оксидуванні алюмінієвих сплавів. Наявні в літературі дані щодо використання багатокомпонентних електролітів, які містять алюмінат натрію NaAlO2 та гексаметафосфат натрію Na6Р6O18 не дозволяють з'ясувати їх роль у процесі формування МДО-покриттів. Дослідження застосування гексаметафосфату до лужно-силікатного електроліту показали, що Na6Р6O18 сприяє утворенню більш товстішого покриття. Швидкість формування товщини за відсутності гексаметафосфату складає 0,5 ÷ 0,7 мкм/хв, а при вмісті гексаметафосфату 10 г/л – 0,9 ÷ 1,1 мкм/хв. Що стосується впливу на фазовий складу то впливу не виявлено. Досліджено, що додавання до лужно-силікатних електролітів алюмінату натрію в кількості до 13 г/л не чинить суттєвого впливу на товщину покриття, але впливає на фазовий склад покриття.
Aluminum alloys, along with positive properties - low density, high specific strength, electrical conductivity, ductility, viscosity and others, have disadvantages: low hardness, modulus of elasticity, wear resistance and high chemical activity in many inorganic acids. The method of microarc oxidation (MAO) can eliminate these shortcomings. The transformation of the surface layers of the workpiece into high-temperature oxides of aluminum will strengthen the surface and increase its protective properties. The properties of MAO coatings depend on many factors, one of which is the composition of the electrolyte. According to the literature, the most widely used alkaline-silicate electrolytes, which have shown the greatest efficiency in microarc oxidation of aluminum alloys. The data available in the literature on the use of multicomponent electrolytes containing sodium aluminate NaAlO2 and sodium hexametaphosphate Na6Р6O18 do not allow to elucidate their role in the formation of MAO coatings. Research of the use of hexametaphosphate to alkaline silicate electrolyte have shown that Na6Р6O18 promotes the formation of a thicker coating. The rate of thickness formation in the absence of hexametaphosphate is 0,5 ÷ 0,7 μm/min, and at a hexametaphosphate content of 10 g/l - 0.9 ÷ 1.1 μm/min. As for the effect on the phase composition, the effect was not detected. It was investigated that the addition of aluminate-silicate electrolytes of sodium aluminate in the amount of up to 13 g/l does not have a significant effect on the thickness of the coating, but affects the phase composition of the coating.
Aluminum alloys, along with positive properties - low density, high specific strength, electrical conductivity, ductility, viscosity and others, have disadvantages: low hardness, modulus of elasticity, wear resistance and high chemical activity in many inorganic acids. The method of microarc oxidation (MAO) can eliminate these shortcomings. The transformation of the surface layers of the workpiece into high-temperature oxides of aluminum will strengthen the surface and increase its protective properties. The properties of MAO coatings depend on many factors, one of which is the composition of the electrolyte. According to the literature, the most widely used alkaline-silicate electrolytes, which have shown the greatest efficiency in microarc oxidation of aluminum alloys. The data available in the literature on the use of multicomponent electrolytes containing sodium aluminate NaAlO2 and sodium hexametaphosphate Na6Р6O18 do not allow to elucidate their role in the formation of MAO coatings. Research of the use of hexametaphosphate to alkaline silicate electrolyte have shown that Na6Р6O18 promotes the formation of a thicker coating. The rate of thickness formation in the absence of hexametaphosphate is 0,5 ÷ 0,7 μm/min, and at a hexametaphosphate content of 10 g/l - 0.9 ÷ 1.1 μm/min. As for the effect on the phase composition, the effect was not detected. It was investigated that the addition of aluminate-silicate electrolytes of sodium aluminate in the amount of up to 13 g/l does not have a significant effect on the thickness of the coating, but affects the phase composition of the coating.
Опис
Ключові слова
алюмінієві сплави, хімічні технології, гексаметафосфат натрію, алюмінат натрію, луга, рідке скло, microarc oxidation, morphology of the coating surface, phase-structural state, sodium hexametaphosphate, sodium aluminate, alkali, liquid glass
Бібліографічний опис
Дослідження впливу складу електроліту на структуру та властивості покриттів, отриманих методом мікродугового оксидування / В. В. Субботіна [та ін.] // Фізика і хімія твердого тіла = Physics and chemistry of solid state. – 2022. – Т. 23, № 2. – С. 380-386.