Получение оптически селективных и чёрных оксидных плёнок на алюминии и его сплавах при поляризации переменным асимметричным током
Реферат - Разное
Другие рефераты по предмету Разное
еакции контактного обмена с частицами металла, ранее осаждённого в порах оксида, так и за счёт восстановления его самой нестехиометрической оксидной плёнкой алюминия, имеющей недостаток по кислороду. Размер частиц металла, заполнивших оксидную плёнку, менее 100 нм. Содержание высокодисперсного никеля и меди (или серебра) в оксидной плёнке составляет соответственно 10,0 и 1,0 % (по массе). Полученные Пк по своим оптическим свойствам близки к эталону абсолютно черного тела. Отражение электромагнитного излучения происходит только в УФ - и далёкой ИК областях (рисунок 7).
Поглощающая способность Пк составляет 98 %. Столь высокую поглощающую способность оксида алюминия можно объяснить высокой степенью дисперсности частиц металла, заполнившего его поры.
Рисунок 7 - Зависимость коэффициента отражения (R, %) от длины волны света (?, нм)
Получать на поверхности алюминиевых сплавов чёрные Пк с высокой поглощающей способностью с использованием метода МДО достаточно сложно, так как Пк являются оксидно - керамическими. Проведённые исследования позволили разработать состав электролита и режимы оксидирования, позволившие сформировать методом МДО на поверхности АД 31 и А 5 М чёрные Пк с высокими оптическими свойствами. Электролит состоял из трёх групп растворов, в которых последовательно осуществляли МДО - процесс. Использовали асимметричный импульсный ток с длительностью анодных пачек импульсов 50 мс и катодных пачек - 40 мс, паузами между ними 10 мс при соотношении анодного и катодного токов, равном 1,1 : 0,9. Время оксидирования в каждом растворе составляло 10 мин, а общее время оксидирования - 30 мин. В базовый состав электролита (гидроксид натрия, силикат натрия и тетраборат натрия) вводили в различных количествах полимолибдат аммония, ванадат и вольфрамат натрия, бихромат калия. При оптимальном составе электролита были получены чёрные Пк с коэффициентом поглощения 96,0 % и излучения 86 %; толщиной 20 мкм.
Окраска оксидного Пк в чёрный цвет, вероятно, обусловлена синтезом в составе покрытия высокодисперсных оксидов V2O4 и V4O9, соединений типа Al2(WO4)3, поливольфрамата натрия и вольфрама, не исключено образование в составе Пк и шпинелей. Такие выводы позволили сделать данные рентгеноспектрального микроанализа. Рентгенофазовый анализ не позволил установить фазовый состав Пк в виду его рентгеноаморфности.
Эти исследования показали перспективность метода МДО для формирования на поверхности алюминиевых сплавов неорганических оксидных слоев, обладающих свойствами абсолютно черного тела. И очень важным обстоятельством является то, что такие Пк получены в одну стадию и за короткий промежуток времени.
Кроме того была исследована возможность соосаждения с МДО - покрытием в процессе его формирования фторопласта, что расширяет спектр их применения и в качестве коррозионно-стойких, износостойких покрытий. Для этого в состав электролитов вводили суспензию фторопласта Ф - 4 МД из расчёта 50 г•л-1. Факт соосаждения фторопласта с МДО - покрытиями установлен с помощью рентгеноспектрального микроанализа. Содержание фтора в Пк составило 16,3 %. Защитные свойства материала основы возросли в 10 - 15 раз.
Выводы
. Разработан новый способ получения оптически селективных и чёрных покрытий на поверхности сплавов алюминия при поляризации переменным асимметричным током, позволивший получить однослойные покрытия с высокими оптическими свойствами в течение 2,5 мин, снизить энергоёмкость процесса до 10 кВт•м-2, исключить использование дорогостоящих компонентов и обеспечить экологическую безопасность нанесения покрытий.
. Разработан новый способ подготовки поверхности алюминиевых сплавов, позволивший получить наноструктурированные оптически селективные покрытия с размерами частиц от 20 до 70 нм. Последнее обеспечило высокие оптические свойства покрытий с коэффициентами поглощения и излучения соответственно равными 95 % и 9 %, что делает полученные покрытия конкурентоспособными по отношению к зарубежным аналогам.
. Установлено влияние на тепловоспринимающую способность оптически селективных покрытий нанесения полимерного просветляющего слоя, использованного для этих целей впервые. Выявлено, что наиболее эффективно использование в качестве такого слоя истинных растворов фторопласта.
. Разработан новый способ увеличения поглощающей способности оптически чёрных покрытий путем дополнительного осаждения в поры и поверхностный слой оксидной плёнки серебра или меди, что дало возможность получить покрытия, соответствующие эталону абсолютно чёрного тела.
. Разработаны составы электролитов для получения оптически черных покрытий на сплавах алюминия методом микродугового оксидирования и установлена перспективность этого метода для этих целей, так как покрытия по своим оптическим свойствам близки к эталону абсолютно черного тела.
. Установлено, что соосаждение фторопласта с МДО - покрытием в процессе его формирования увеличивает защитные свойства материала основы в 10 - 15 раз без дополнительного нанесения фторопластсодержащей полимерной дисперсии.
. Накоплен новый фактический материал по использованию переменного асимметричного тока для получения оптически селективных и чёрных покрытий на сплавах алюминия.
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах
1. Беспалова, Ж.И. Исследование возможности получения оптически черных покрытий на поверхности алюминия и его сплавов / Ж.И. Беспалова, ?/p>