铝合金阳极氧化对氧化膜显微硬度和粘接性能的影响

张培¹，左禹²，白鹿²，谭明雄¹，许新江¹

1. 广西农产资源化学与深度利用重点实验室(培育基地)玉林师范学院化学与食品科学学院2. 北京化工大学材料科学与工程学院

摘 要：为了获得膜层显微硬度和粘接强度都较高的铝合金阳极氧化工艺,通过阳极氧化在2024铝合金表面制备氧化膜,根据正交试验来确定氧化工艺参数对铝合金阳极氧化膜显微硬度和粘接性能的影响,采用X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电镜（SEM）等分析氧化膜的相组成、化学组成和表面形貌,并研究电流密度对氧化膜厚度的影响以及氧化膜厚度对膜层显微硬度和粘接强度的影响。结果表明:氧化工艺参数对氧化膜显微硬度的影响程度为电流密度>电解液中H₂SO₄浓度>氧化时间;采用2种胶粘剂粘接后,氧化工艺参数对氧化膜粘接强度的影响程度有所不同,然而电流密度均为最主要的影响因素;经过阳极氧化处理,铝合金表面的显微硬度和粘接强度均有很大提高,快固结构胶的粘接强度比改性丙烯酸酯胶的高;铝阳极氧化膜的厚度随电流密度增加而增大,在适宜的电流密度范围内氧化膜厚度的增加会导致膜层显微硬度和粘接强度的增大;氧化膜的相组成为非晶结构,主要元素为Al和O,均不因电流密度的变化而变化;铝合金阳极氧化膜表面形貌的优劣、孔隙率与氧化膜显微硬度及粘接强度的大小密切相关。

关键词：铝合金;阳极氧化;显微硬度;粘接强度;正交试验;