Page 98 - 《摩擦学学报》2021年第6期

第 6 期 李正阳, 等: 工作电压对N36锆合金表面微弧氧化涂层磨蚀性能的影响 883

10 μm 10 μm
(a) MAO-220 V (b) MAO-260 V

10 μm 10 μm

(c) MAO-300 V (d) MAO-340V
Zr
O w(C): 4.31%
w(O): 34.89%
C w(Zr): 59.54%
Si w(Si): 1.26% MAO-340 V
Zr
O w(C): 3.13%
w(O): 40.97%
Intensity/a.u. C O Si Zr w(Zr): 54.85% MAO-300 V
w(Si): 1.05%
w(C): 5.06%
w(O): 42.17%
C
Si w(Zr): 51.55% MAO-260 V
w(Si): 1.22%
Zr
C w(C): 2.90%
w(O): 38.17%
Si w(Zr): 57.98%
O w(Si): 0.95% MAO-220 V
0 2 4 6
Energy/keV
(e) EDS

Fig. 1 (a~d) Surface morphology and (e) element distribution of MAO coatings with different voltages
图 1 不同工作电压的MAO涂层的(a~d)表面形貌及(e)元素分布
340V涂层硬度达到最大值(约450 HV). 电压有关，随着工作电压的增加，微弧放电区的温度
图4表示不同工作电压的MAO涂层的截面形貌的 会迅速升高，此时Zr合金基体和氧化陶瓷层的熔融量
照片和EDS线扫描结果. MAO涂层与基体Zr合金之间 增加，涂层生成量提高，生产的氧化物更加致密，因此
存在明显的界线，涂层与基体之间结合处无裂纹和缺 涂层的生长速率和致密度增加. 但当电压为340 V时，

陷，具有较好的结合强度. MAO涂层表现为内层致密 微弧放电过于强烈，导致微弧放电通道内熔融物凝固
层和外层多孔层，内层的致密度以及与基体的结合强 后生成的微孔直径增大，涂层致密度降低，涂层表面
度决定着MAO涂层的耐腐蚀和磨损性能 . 随着工作 轮廓波动增加，即粗糙度增加，如图1所示. 从EDS线
[13]
电压的增加，MAO涂层的厚度逐渐增加，涂层的厚度 扫描结果可以看到，涂层中主要含有Zr、O、Si和Nb元
可以通过SEM截面形貌和EDS线扫描结果中的O元素 素，不同工作电压的MAO涂层的厚度为5~9 μm.
含量变化判断. 涂层厚度的生长速率和致密度与工作 图5表示划痕试验中不同工作电压的MAO涂层的