微观微电影（精选三篇）
微观微电影 篇1
1 实验
实验选取纯钛棒(99.9%,质量分数,下同)、粒状纯铝(99.9%)、片状纯钇(99.9%)、NbAl中间合金为原料,采用真空 非自耗电 弧炉熔炼 名义成分 为Ti45Al-8Nb-xY(x=0,0.1,0.3,原子分数/%,下同)的合金纽扣铸锭,为使合金成分均匀,每个成分的合金均反复熔炼4次以上。在每个铸锭的相同位置线切割取样。对合金进行三种不同制度的均匀化处理,处理工艺如表1所示。利用光学金相显微镜观察试样的原始组织和热处理后的组织。采用Cu靶X射线衍射仪(XRD)进行合金的相组成分析,利用扫描电镜背散射电子成像模式 (Scanning Electronic Microscope-Backscattered Electron Image,SBSE)结合能谱分析(EDS)进行相的形貌观察及成分分析。金相和SBSE观察用试样按照标准机械抛光方法制备,腐蚀液为5mL HF+ 10mL HNO3+85mL H2O。
2 结果与讨论
2.1 合金的铸态显微组织分析
图1为Ti-45Al-8Nb-xY(x=0,0.1,0.3)合金的铸态光学显微组织。由图1(a)可见,Ti-45Al-8Nb合金的铸态组织为粗大的全片层组织,层片团生长的方向性明显,具有柱状晶特征;加入0.1%Y后,合金的组织仍为全片层组织(图1(b)),但层片团尺寸变小, 并且在组织中出现少量尺寸细小的等轴γ相;随着Y加入量增至0.3%,层片团生长的柱状晶特征明显减弱,层片团之间的γ相数量增多,组织仍为全片层组织 (图1(c))。
图1 铸态 Ti-45Al-8Nb-xY 合金的显微组织 (a)x=0;(b)x=0.1;(c)x=0.3 Fig.1 Microstructure of as-cast Ti-45Al-8Nb-xY alloys (a)x=0;(b)x=0.1;(c)x=0.3
2.2 不同热处理制度对合金组织的影响
图2~4为Ti-45Al-8Nb-xY(x=0,0.1,0.3)合金均匀化处理后的光学显微组织。由图2可见,经过工艺I的相对较低温度下较长时间的均匀化处理后,在Ti-45Al-8Nb合金中获得全片层组织,层片团尺寸较铸态组织有所减小,在较大尺寸层片团间存在一些小尺寸的层片团,这些小尺寸层片团层片较粗,另外,组织中存在极少量形态不规则的γ相(图2(a));在加入0.1%Y后的合金中获得的组织介于近层片和双态组织之间,组织内含有较大的层片团、较小的层片团、一些等轴γ相和一些白色的相(图2(b));在加入0.3% Y的合金中获得的组织为由层片团和等轴γ相构成的双态组织,组织内也存在一些白色相,与加入0.1%Y的合金相比,该组织中层片团尺寸减小,而等轴γ相尺寸增大(图2(c))。在许正芳等[13]进行的对高铌TiAl基合金的热处理研究中发现了类似的白色相,高倍背散射图像显示该白色相为层片厚度细小的层片团。
图3为经过工艺Ⅱ的相对较高温度下较短时间均匀化处理后 三种合金 的显微组 织,可以看出,Ti45Al-8Nb及加入0.1%Y的合金组织均为全片层组织,个别大尺寸层片团之间产生了小的层片团,大层片团内的层 片间距明 显细化 (图3(a),(b));加入0.3%Y的合金组织 介于近层 片组织和 双态组织 之间,此时的等轴γ相数量较工艺I中的少,且尺寸减小(图3(c))。与工艺I相比,三种合金 中层片团 尺寸均较大。
图4是经过工艺Ⅲ均匀化处理后三种合金的光学显微组织,该工艺与工艺Ⅱ加热温度相同,但保温时间较长。此时,在Ti-45Al-8Nb及加入0.1%Y合金的全片层组织中存在较多层片间距较大、尺寸较小的层片团,层片团平均尺寸减小(图4(a),(b));加入0.3% Y的合金组织仍介于近全片层和双态组织之间,但与工艺Ⅱ的组织相比,其等轴γ相尺寸增大,层片团的尺寸减小(图4(c))。
图2 Ti-45Al-8Nb-xY 合金经工艺Ⅰ均匀化处理后的显微组织 (a)x=0;(b)x=0.1;(c)x=0.3 Fig.2 Microstructure of the Ti-45Al-8Nb-xY alloys after homogenization treatment by processⅠ (a)x=0;(b)x=0.1;(c)x=0.3
图3 Ti-45Al-8Nb-xY 合金经工艺Ⅱ均匀化处理后的显微组织 (a)x=0;(b)x=0.1;(c)x=0.3 Fig.3 Microstructure of the Ti-45Al-8Nb-xY alloys after homogenization treatment by processⅡ (a)x=0;(b)x =0.1;(c)x=0.3
图4 Ti-45Al-8Nb-xY 合金经工艺Ⅲ均匀化处理后的显微组织 (a)x=0;(b)x =0.1;(c)x=0.3 Fig.4 Microstructure of the Ti-45Al-8Nb-xY alloys after homogenization treatment by processⅢ (a)x=0;(b)x=0.1;(c)x=0.3
经过工艺Ⅲ均匀化处理后三种合金的XRD分析表明(图5),三种合金 的组织中 均含有α2-Ti3Al,γTiAl和β(B2)相,在加入Y的合金中还含有YAl2和Y2O3 相。在合金的背散射图像上(图6)可观察到白色粒状与棒状析出相弥散分布在晶界和晶内,随着Y加入量的增多,钇化物数量增多,平均尺寸增大。SBSE-EDS分析表明(见图7与表2),白色析出物为富Y相。在背散射图像上,没有发现明显的β(B2)相衬度。
2.3 分析与讨论
经过均匀化处理 工艺Ⅲ的 合金中存 在的有序β (B2)相不是在均匀化处理过程中形成的,而是在铸态合金中形成的[14]。根据平衡相图[15],TiAl-8Nb合金在平衡凝固过程中会经历L→L+β→β→β+α→α→α +γ→Lamellar(α2+γ)+γ的相变过程,由于实际凝固过程中合金冷却速率较快,在β→α的转变过程中作为β相稳定 元素的Nb富集在形 成的α相晶界 处来不及扩散均匀,冷却到室温时合金组织晶界处有序β相的存在,形成了晶界处的β(B2)偏析;一般认为[16],存在β相稳定元素的合金的凝固路线为L→β+L→β→β +α+γ→α+γ→Lamellar(α2+γ)+β(B2)+γ,因此Ti-45Al-8Nb合金的铸态组织中包括大量的 (α2+γ) 层片团和晶界上少量的β(B2)相及γ相,由于γ相数量极少,获得的组织是全片层组 织。稀土Y对高铌TiAl合金微观组织的细化效果显著,其作用机制被归纳为以下方面[17]:首先,稀土Y是表面活性元素,可以降低液态金属的表面张力,生成晶核所要求的能量起伏就明显减小,从而降低了形成临界尺寸晶核所需的功,增加结晶核心;其次,Y的化学活性大,对氧原子有很强的亲和力,凝固初期,Y易在固液界面前富集,形成稳定的Y2O3 氧化物从而抑制β相的晶核长大并促进β相的形核数量;另外,Y在固液界面的富集会造成结晶前沿的成分过冷,使领先相产生分枝,在晶界处出现偏析,阻碍晶界移动,降低晶体长大速度,从而细化晶粒。李宝辉等[18]在研究Y对TiAl基合金的作用时未发现Y2O3 的存在,只发现了YAl2;郝志江[19]在研究中发现,含一定铌的TiAl合金中加Y后组织中只形成YAl2,而在高铌的O型合金中形成了Y2O3,但作者在前期进行的高铌TiAl合金的铸态组织研究中发现了YAl2和Y2O3 的同时存在[20],YAl2为高熔点化合物,其熔点高于1700℃,具有立方结构[20],因此在液相凝固时可能作为异质形核核心。
图6 Ti-45Al-8Nb-xY 合金经工艺Ⅲ均匀化处理后的SBSE图像 (a)x=0;(b)x=0.1;(c)x=0.3 Fig.6 SBSE micrographs showing microstructure of Ti-45Al-8Nb-xY alloys after homogenization treatment by processⅢ (a)x=0;(b)x=0.1;(c)x=0.3
图7 Ti-45Al-8Nb-xY 合金中的富 Y 相 (a)x=0.1;(b)x=0.3 Fig.7 Y-rich phase in the Ti-45Al-8Nb-xY alloys (a)x=0.1;(b)x=0.3
在1260℃长时间均匀化处理后,名义成分为Ti45Al-8Nb的合金获得的组织为全片层组织,说明该温度处于合金的Tα附近,而加入Y的合金获得的组织是典型的双态组织,说明该温度处于合金的α+γ区域,因此加入Y后合金的 相变温度Tα提高。加入0.3%Y的合金中等轴γ相比加入0.1%Y的合金多, 表明Y加入量越多,Tα升高得越多。在1280℃均匀化处理后,加入0.1%Y和0.3%Y的合金分别为全片层组织和近全片层组织,说明加入0.1%Y合金的Tα 相变温度高于1280℃,而加入0.3%Y合金的Tα相变温度低于1280℃。当铸态合金在高于Tα温度进行保温时,发生全片层组织向α相的转变,即(α2+γ)→α+ γ→α,由于铸态层片非常稳定,在缓慢加热及保温过程中形态完整的铸态层片组织内α晶粒形核困难[21,22], 但在层片团的边界等处能量较高,较易发生α相形核, 热处理温度越高于Tα,过热度越大,越有利于晶界处α晶粒的形成,此外,保温时间越长,形成的新α相就越多,且α晶粒越大,从而在冷却时获得的层片团也越多,新形成的α晶粒成分较均匀,结构较完整,在随后的冷却过程中γ相形核驱动力小,因此层片间距较大; 而在Tα以上保温时,铸态层片内通过原子扩散实现 (α2+γ)→α+γ→α转变,由于铸态层片的稳定性,该转变过程缓慢,在保温时间有限的情况下,α+γ→α转变进行得不完整,获得的α相成分不均,在随后的冷却过程中γ相析出容易,因而获得的层片细小。在加入Y合金的铸态组织中层片团尺寸较小,层片边界较多, 利于相变过程中新相的形核,因此热处理后获得的晶粒尺寸较小。
铸态高铌TiAl基合金组织中形成的β相在均匀化退火过程中由于Nb元素的偏析而具有一定的扩散激活能[23],从而具有一定的迁移速率,但这种扩散只在β相周围很小的边界层内,为此需要长时间的保温, 最终能够充分扩散均匀使β相消失。许正芳等[13]研究多组元高铌TiAl合金在α+γ相区退火时,认为β相以另外的方式消失:β相首先发生溶解,从其周围的γ相和片层团L(α2+γ)中吸收Al而排出Ti,优先在β相和γ相以及β相和片层团L(α2+γ)的界面处形成α,从而在γ相和片层团L(α2+γ)的周围出现了α,同时β相中Al含量增加,当其达到α相的成分时就转变为α。虽然本实验的均匀化处理温度较高、时间较长, 但β相仍然存在,因此可以认为其以迁移方式分解,由于保温时间不够长,β相没有完全分解。
3 结论
(1)加入Y可以细化Ti-45Al-8Nb基合金的铸态显微组织,且随着加入量由0.1%增加到0.3%,细化效果明显提高。
(2)经过不同工艺的均匀化处理后,Ti-45Al-8Nb合金内的组织均为全片层组织;当均匀化处理温度较低时,加入Y后的合金获得的组织为双态组织,当均匀化处理温度较高时,加入0.1%Y的合金组织为全片层,加入0.3%Y的合金组织介于双态组织和全片层组织之间。Y的加入提高了Ti-45Al-8Nb合金的相变温度可能为引起上述组织变化的原因。
(3)Y在高铌TiAl基合金中以富钇化合物的形式存在于层片团晶界和晶内,随着Y加入量增多,钇化物数量增多,平均尺寸增大。
记录电影微观世界观后感 篇2
记录电影微观世界观后感范文1
星期日上午，我和爸爸、妈妈一齐收看了中央电视台纪录片频道播放的《微观世界》。
片子里，我看到了许多从来没有见过的小昆虫和植物。毛毛虫首尾相接排成一队前进，但排头的和排尾的要是连在一齐，他们就组成一个圈不停地在原地转啊转!蚂蚁小小的个子竟然和比它大几倍的七星瓢虫打仗，还能打赢!有一种植物的花囊十分像昆虫，它能吸引真地昆虫爬到上头，到达利用昆虫传粉的的目的。还有一种花十分漂亮，长着玫红的花蕊，它把昆虫吸引过来，突然用花蕊和花瓣合起来，把昆虫紧紧地包裹起来吃掉。而蜘蛛先织起一张透明的大网，当有小昆虫不细心撞上来，蜘蛛就迅速地跑过去，一边吐出蛛丝一边将昆虫旋转包起来，飞快的缠成丝囊做食物。
小小的昆虫真是太趣味、太神奇啦!有机会我要去看看真的昆虫世界，看看屎壳郎推粪球、蚂蚁大战瓢虫……
记录电影微观世界观后感范文2
我看了《微观世界》以后，异常佩服摄影者的技术，他能够把一只小虫子的活动过程拍摄下来，哪怕只是螳螂蹬蹬腿，蟑螂、跳蚤蹦一蹦，我们都能仔仔细细地看个一清二楚。
松毛虫最好玩，它们都是笨虫，领头虫往哪走，它们就往哪走，我必须要保佑它们都不撞墙、撞树，或被一些动物吃掉。它们毛绒绒的，绿油油的，真让人恶心，我期望它们能进化得漂亮些。
我还看到蛾变成蝴蝶的过程。蛾脱皮后是一个椭圆状，渐渐地就干了。忽然，有一个小脑袋钻了出来，慢慢地，身子、翅膀、尾巴都出来了。真漂亮，看起来好像猫头鹰，看那是猫头鹰的眼睛，那是猫头鹰的头，多么可爱呀!
《微观世界》拍摄得真趣味!
记录电影微观世界观后感范文3
今日我看了一部电影，名叫《微观世界》。其中讲述的都是我们身边不留意的一些小动物。于是我定下心来仔细观看。
原先微观世界指的是袖珍动物世界，平时不经意的墙角也可能是个弱肉强食的小世界，一样遵从着物竞天择的自然法则，各类蜘蛛利用自我编制的网捕捉着猎物，不一样蜘蛛不一样的网，捕捉不一样的猎物，有常见的守株待兔，也有共同编制团体捕猎以数量取胜能够捕捉比自我大几倍的猎物。一些不结网的蜘蛛摆脱网的束缚捕猎范围更广为了捕食更多食物抛弃编网的本能而进化出大的体形和巨大的毒牙，和猎豹牺牲力量换取速度的进化方法有异曲同工之处。蚂蚁平时一不细心就能踩死的小虫子其团队精神已经发挥到了及至，群体的迁移捕食不是由蚁后或是其他个体发出的指令，而是大家团体行动的结果。这些是平时常见的动物，不熟悉的我也不多列举了。
人有着自然属性和社会属性，长期的进化已使人类自然属性退化到仅有的呼吸进食和繁衍的本能行为了。在高楼林立的高度礼貌的人类社会中，已没有了自然法则，当然自然还是高于人类的，在人类社会有着另一套生存法则，私心代替了大多数事情，捕食行为变成了赚钱行为。伪装变成了虚伪，取舍和合作在人类社会显得有点不得力了。
唯一不变的是生存的本能。宏观上人类高于其他动物，可是在这渺小的微观世界中那些为生存发展出的技能和本能又有哪点是人类能够控制或是超越的呢?
记录电影微观世界观后感范文4
前几天，李教师推荐我们看了一部电影名字叫《微观世界》。影片讲述了很多细小的动植物的生活，经过摄像镜头的近距离的角度拍摄，让我们体会到动植物的微小世界是多么神奇呀!
这部影片是从黎明的时刻到傍晚拍摄的。你看，蜜蜂是怎样采蜜的;食人花又把一个昆虫吞了下去;动物们快要过冬了，屎壳螂忙着赶紧储藏食物，你看它十分辛苦的推动着一个很大的粪球，推到上坡上时，因为上坡太陡，粪球又滚落下来，但它不泄气又开始推，突然粪球又被路上的树杈戳进去了，它在地上使劲扒也不行;突然它最终发现了是被树杈戳住了，它用尽全身的力气用力把粪球从树杈上退了出去，唉，屎壳螂最终把食物搬回了家。还有那美丽的喇叭花当镜头放大无数倍时，让我看到了花开的一瞬间是那么的神奇，但当花谢时像害羞的小姑娘把头缩了回去……看了这部影片，我深有感触，原先动植物也有它们自我的世界呀!
记录电影微观世界观后感范文5
星期日上午，我和爸爸、妈妈一齐收看了中央电视台纪录片频道播放的《微观世界》。
片子里，我看到了许多从来没有见过的小昆虫和植物。毛毛虫首尾相接排成一队前进，但排头的和排尾的要是连在一齐，他们就组成一个圈不停地在原地转啊转!蚂蚁小小的个子竟然和比它大几倍的七星瓢虫打仗，还能打赢!有一种植物的花囊十分像昆虫，它能吸引真地昆虫爬到上头，到达利用昆虫传粉的的目的。还有一种花十分漂亮，长着玫红的花蕊，它把昆虫吸引过来，突然用花蕊和花瓣合起来，把昆虫紧紧地包裹起来吃掉。而蜘蛛先织起一张透明的大网，当有小昆虫不细心撞上来，蜘蛛就迅速地跑过去，一边吐出蛛丝一边将昆虫旋转包起来，飞快的缠成丝囊做食物。
小小的昆虫真是太趣味、太神奇啦!有机会我要去看看真的昆虫世界，看看屎壳郎推粪球、蚂蚁大战瓢虫……
记录电影微观世界观后感范文6
星期四午时，我和同学及教师一齐去笑天影城看《微观世界》这部电影。我们走进电影院，坐到自我的座位上，就等着电影开始。
十五分钟过去了，电影最终开始了。我看见电影里面有蝴蝶出世、七星瓢虫大战蚂蚁、蜘蛛捕猎等。蝴蝶出世讲的是：一只小蝴蝶从卵里钻出来，慢慢的展开了美丽的翅膀，长成了一只漂亮的蝴蝶。七星瓢虫大战蚂蚁讲的是：一只七星瓢虫走到蚂蚁的地盘，想占领蚂蚁的地盘，可蚂蚁不一样意，所以引发了一场昆虫大战，最终蚂蚁赢了，七星瓢虫输了，蚂蚁成功保卫了自我的家园。蜘蛛捕猎就更趣味了，一只蜘蛛在织网，忽然看到有一只虫子落在了它织的网上，它就把那只虫子用丝以最快的速度缠起来，用白色的蜘蛛网把虫子包裹的严严实实，真是神奇的蜘蛛。看完这些来校长还给我们讲这些都是整整十年才拍下来的那么多昆虫，多么不容易啊!
这次看电影让我们明白了那么多关于昆虫的知识，我期待以后有机会走进昆虫的世界、了解更多的昆虫。
微观微电影 篇3
我国高速铁路采用的是架空接触网式供电,接触网系直接暴露在大气中,工作环境恶劣。铸铝合金密度小、比强度高,在接触网零部件上广泛应用。但是,铸铝合金硬度低、耐磨耐蚀性差,暴露在空气中时表面很快会形成一层仅1 ~ 2 nm厚的非晶态氧化铝膜,极易被酸或碱腐蚀,所以必须对其表面进行改性。微弧氧化陶瓷膜表面硬度高,耐磨性及耐腐蚀性能较好,尺寸变化小[1~3],在电子、机械、航空等领域已开始应用,具有广阔前景。目前,对铝表面微弧氧化的研究多集中在硬铝方面,且取得了较好效果,但对铸铝合金研究甚少,这是由于铸铝合金中硅含量较高,在微弧氧化过程中会以单质形式析出,在表面出现“白灰”,从而影响陶瓷层的使用性能。微弧氧化陶瓷膜的结构、性能主要取决于电解液组分、电参数及氧化时间等因素[4~7]。本工作以高铁接触网铸铝合金为基体,在硅酸盐体系中,探讨了微弧氧化时间对陶瓷膜微观结构与性能的影响,以减少“白灰”现象并为制备高硬度、耐蚀耐磨性能良好的微弧氧化陶瓷膜提供参考。
1 试 验
1. 1 基材前处理
基材为取自于高铁接触网中的某一铝合金零部件,化学成分( 质量分数) 为6. 50% ~ 7. 50% Si,0. 19%Fe,0. 05% Cu,0. 10% Mn,0. 45% ~ 0. 70% Mg,0. 07%Zn,0. 08% ~ 0. 25% Ti,0. 10% 杂质,余量Fe。基材尺寸为50 mm×20 mm×2 mm,经300,800,1 000,1 200号砂纸逐级打磨后用酒精清洗并干燥。
1. 2 微弧氧化陶瓷膜制备
微弧氧化系统由DSM30F型电源柜、操作台、工作槽、冷却及搅拌系统组成,电解液由10 g /L硅酸钠、5 g / L钼酸钠、5 g / L氟化钠、5 g / L氢氧化钾组成,利用冷却系统控制其温度在30℃以下。将铸铝合金作阳极浸没于电解液中,以不锈钢容器作阴极,采用双向恒流模式进行微弧氧化,工艺参数: 电流密度35 A/dm2,占空比0. 375,频率625 Hz,时间10 ~ 30 min。
1. 3 测试分析
利用SUPRA55型场发射扫描电镜( SEM) 观察微弧氧化陶瓷膜的表面形貌。采用TT240测厚仪测量陶瓷膜厚度。利 用MAX2500VB3型X射线衍射 仪( XRD) 分析陶瓷膜的相结构。
用HT -600高温摩擦试验机测试陶瓷膜的耐磨损性能: 对磨件为4 mm Si C球,摩擦半径4 mm,载荷2 N,转速200 r / min,时间30 min,称量磨损前后的质量,以失重量评价其耐磨损性能。采用HV-1000Z型显微维氏硬度计测试陶瓷膜显微硬度,由于陶瓷膜的表面较粗糙且其硬度由致密层所表现出来,所以先用1 000号砂纸打磨除去陶瓷膜表面疏松层后进硬度测试,载荷为0. 5 N,时间15 s。
采用CS400型电化学工作站测试极化曲线,以3. 5% Na Cl溶液为腐蚀液,陶瓷膜试样为工作电极,铂电极为对电极,饱和甘汞电极为参比电极,扫描速率为10 m V / s,扫描范围为 - 1. 5 ~ 0. 5 V。通过CVIEW软件对试验数据进行拟合。
2 结果与讨论
2. 1 陶瓷膜的微观结构
图1,2分别为不同氧化时间陶瓷膜的表面及截面SEM形貌。
从图1可以看出: 由于微弧氧化初期阶段为阳极氧化过程,此时,试样表面会快速生长出一层很薄的绝缘氧化膜,电压迅速上升,当施加电压超过某一临界值时,氧化膜被击穿,膜表面出现弧光放电现象[7],膜薄弱处会优先被击穿,形成放电通道,气体与熔融Al2O3从此通道溢出,在通道口迅速冷却凝固,从而形成多孔火山口形貌( 图1a) ; 随着反应时间的增加,陶瓷膜厚度也不断增加,电击穿越来越困难,击穿电压也变得越来越高,试样表面的弧光变得大而稀疏,同时,陶瓷膜表面孔径随着氧化时间的延长而增大( 图1b,1c) ; 氧化时间继续延长,放电通道中溢出的熔融物凝固堵塞一些小的通道,使放电区域减小,在一些陶瓷膜较薄弱的地区需要更大的电压才能击穿,形成新的放电通道,通道尺寸变大,数量减少; 氧化时间进一步增加,从基体溢出的熔融物不断在陶瓷膜表面堆积、附着( 图1d) ,这时微弧氧化陶瓷膜内部的生长已经受阻,后期的反应越来越多的是陶瓷膜的再熔融( 或者说是膜内成分的转变) ,而非新膜的生成[7]。
从图2可以看出: 陶瓷膜主要由致密层和疏松层构成,疏松层表面多气孔且结构松散,致密层与基体结合良好且完整光滑,致密层具有较高的显微硬度和优异的耐腐蚀性能[8]; 氧化10,15,20,25,30 min制备的陶瓷膜的厚度分别为5. 4,8. 0,9. 3,14. 3μm,随着氧化时间的延长,陶瓷膜厚度逐渐增大,微孔数量逐渐增多,孔径增大,氧化时间为15 ~ 25 min的陶瓷膜除孔洞外无明显裂纹; 当氧化时间增加到30 min时,陶瓷膜表面开始变粗糙,陶瓷膜表面出现碎屑状颗粒,膜表面有轻微烧蚀现象,陶瓷膜质量变差。
2. 2 陶瓷膜的组成
图3为不同氧化时间陶瓷膜的XRD谱。
从图3可以看出,不同氧化时间陶瓷膜的XRD谱基本相同,陶瓷膜主要由α -Al2O3和γ -Al2O3组成,α -Al2O3为致密层,γ-Al2O3则为疏松层。α -Al2O3相比γ -Al2O3相硬度高、耐磨性与耐磨性高[9~11]。γ -Al2O3是由人工获取的一种晶型氧化物,在1 050 ~ 1 500℃时会不可逆转地转变为α -Al2O3[12]。α -Al2O3的出现证明微弧氧化放电过程中会产生很高的温度,瞬间温度可达2 500℃[13]。这种变化使得陶瓷膜的各项性能都得到了较大提高; 随着氧化时间增加,铸铝合金表面的氧化越来越充分,膜的α -Al2O3峰明显增强,而γ -Al2O3的峰值却略有减小,这是由于在氧化过程中,部分γ-Al2O3不可逆转地变成α -Al2O3,氧化时间继续增加,使膜的硬度等性能有所提高。
图3中Al的衍射峰来自于陶瓷膜中部分尚未完全氧化的Al或是基体[14]; 由于基材为高硅铸铝合金,且电解液中含有较高含量的硅酸钠,所以在微弧氧化的过程中,硅会以单质的形式析出,从而影响氧化膜的质量。
2. 3 陶瓷膜的硬度及耐磨性
图4为不同氧化时间陶瓷膜的平均显微硬度值。由图4可以看出,随着氧化时间的增加,陶瓷膜平均显微硬度大幅提高,从10 min时的789. 8 HV到25 min时的1 775. 8 HV,平均硬度值提高了124. 8% ,当氧化时间增大到30 min时,硬度为1 853. 3 HV。随时间增加,氧化膜层的厚度增加,XRD谱中α -Al2O3峰值升高,说明致密层厚度增加,膜层硬度是由致密层决定,所以膜层硬度随氧化时间的增加不断增加。
图5为不同氧化时间陶瓷膜的磨损失重。由图5可知: 氧化时间小于25 min时,随着氧化时间的增加,陶瓷膜的磨损失重减小,耐磨性越好; 当氧化时间增加到30 min时,磨损量较25 min时不减反略有增加,这是因为此时,陶瓷膜的表面质量变差( 见图1) ,出现较多碎屑状细小颗粒,这些疏松层表面的细小颗粒在摩擦的过程中率先脱落并参与磨损,使得陶瓷膜表面更容易被磨损掉,增加了陶瓷膜的磨损量。
2. 4 陶瓷膜的耐蚀性
图6为不同氧化时间陶瓷膜在3. 5% Na Cl溶液中的极化曲线,根据Tafel外推法拟合得到氧化时间为0,10,15,20,25,30 min时,腐蚀电流分别为1. 213 6×10- 6,1. 478 2×10- 7,3. 430 8×10- 8,2. 882 7×10- 8,2. 319 2×10- 8,4. 287 8×10- 8A。由腐蚀电流与图6可以看出: 铸铝合金经微弧氧化后耐腐蚀性有所提高;陶瓷膜的腐蚀电压随着氧化时间的延长逐渐正移,从10 min时的 - 0. 719 0 V到25 min时的 - 0. 447 1 V,相应的,腐蚀电流也在减小,与未经微弧氧化处理相比,下降了2个数量级。
随着氧化时间的不断延长,陶瓷膜厚度不断增加,陶瓷膜阻挡腐蚀介质的能力逐渐增强,耐腐蚀性逐渐变好。当氧化时间增加到30 min时,陶瓷膜的耐腐蚀性较25 min时的降低了,这是因为虽然30 min时陶瓷膜的厚度有所增加,但陶瓷膜变得疏松,表面出现碎屑状小颗粒,此时陶瓷膜致密层的放电通道要比25 min时的大而深( 图2) ,这使得铸铝合金基体更容易接触到腐蚀介质发生腐蚀,所以其耐蚀性降低。
3 结 论
( 1) 随氧化时间的延长,铸铝合金微弧氧化,陶瓷膜厚度逐渐增大,孔洞数量逐渐减小,孔径增大。
( 2) 陶瓷膜主要由α -Al2O3和γ -Al2O3组成,随着氧化时间的延长,γ-Al2O3逐渐转变为α -Al2O3。