硅酸盐体系电解液浓度对ZrH_1.8表面微弧氧化陶瓷层的影响

闫淑芳¹，刘向东¹，陈伟东^1,2，王志刚¹，范秀娟¹，徐志高³

1. 内蒙古工业大学2. 北京有色金属研究总院3. 武汉工程大学绿色化工过程教育部重点实验室

摘 要：采用恒压模式分别在不同浓度Na2SiO3电解液体系下对ZrH1.8表面进行微弧氧化处理,利用X射线衍射（XRD）仪、扫描电子显微镜（SEM）、膜层测厚仪测试了陶瓷层的相结构、表面形貌、截面形貌及厚度,通过真空脱氢实验评估了陶瓷层的阻氢性能。研究结果表明:当Na2SiO3浓度在6¹4 g/L变化时,陶瓷层的厚度在25⁶1μm范围内。随着Na2SiO3浓度的增加,电解液的电导率线性增大,微弧氧化陶瓷层厚度逐渐减小。氢化锆表面微弧氧化陶瓷层由致密层和疏松层构成,靠近基体一侧为致密层,陶瓷层外层为疏松层,在疏松层中存在空洞和裂纹缺陷。陶瓷层由单斜相氧化锆（M-ZrO2）和四方相氧化锆（T-ZrO1.88）构成,且以单斜相氧化锆（M-Zr O2）为主,随着电解液中Na2SiO3浓度的增加,四方相T-ZrO1.88在陶瓷层中比例增大。综合比较,在Na2SiO3浓度为8 g/L的电解液体系下可以获得厚度适中,表面平整,致密性较好,阻氢性能优异的陶瓷层,陶瓷层的PRF值达到最大值10.8。

关键词：氢化锆;微弧氧化;陶瓷层;电解液体系;