铝合金硬质阳极氧化与聚四氟乙烯复合膜层制备研究

• 作 者: 王剑
• 出 处: 西华大学
• 发表日期: 2009年期
• 关键词: 铝合金6061 硬质阳极氧化 聚四氟乙烯 电泳 复合膜

本文采用硫酸体系硬质阳极氧化及磷酸溶液扩孔的方法,在铝合金表层生成了孔径较大、膜层较厚的氧化铝模板,然后通过电泳沉积的方法将聚四氟乙烯（PTFE）引入模板微孔中,最终制备出了Al₂O₃-PTFE复合膜。铝合金表面Al₂O₃-PTFE复合膜的制备,要求氧化铝模板具有较大的孔径、较厚的膜层。因此,本文首先研究了硫酸体系阳极氧化法制备较厚多孔氧化膜的影响因素:电解液浓度、电流密度、氧化温度、氧化时间,其中分别讨论了各影响因素对阳极氧化膜的单独作用;通过扫描电镜（SEM）观测了阳极氧化膜的表面形貌,测得氧化膜厚度为75μm,可以满足实验要求;但氧化膜上的微孔孔径太小（小于1μm）。其工艺参数:硫酸浓度为16%、电流密度为6A/dm^-2、氧化温度为-3℃、氧化时间为120min。为了进一步扩大氧化膜的孔径,采用磷酸扩孔的方法,把氧化后的试样放入温度为30℃的5%磷酸溶液中扩孔5～7min,通过扫描电镜（SEM）观测了阳极氧化膜的形貌和结构特征,结果表明:氧化膜上的微孔扩大,平均孔径约为1μm～2μm,满足电泳沉积PTFE的实验要求。最后,系统地分析了电泳沉积法的工艺参数对电泳涂层性能的影响,确定了适合铝合金6061硬质氧化膜扩孔后的最佳电泳沉积工艺参数。当电泳电压为45V、电泳时间为2min、槽液温度为30℃、PTFE含量为30%（质量百分比）、固化温度为160℃、固化时间为30min,铝合金阳极氧化多孔膜能部分或全部被PTFE微粒所填充。通过SEM和EDS分析,结果表明:PTFE已进入氧化膜中,形成了Al₂O₃-PTFE复合膜。