占空比对5005铝合金赤泥等离子体电解氧化复合陶瓷层结构和性能的影响探究

目的 探究正负脉冲占空比对5005铝合金表面赤泥（RM）等离子体电解氧化（PEO）复合陶瓷层的生长机制、组织结构和抗腐蚀性能的影响。方法 以赤泥为电解液添加剂，采用PEO技术，以不同正负占空比配比在5005铝合金表面制备陶瓷层，利用X射线衍射仪（XRD）、附带能谱仪（EDS）的扫描电镜（SEM）和电化学工作站，测试和表征陶瓷层的物相组成、微观形貌和成分以及抗腐蚀性能。结果 单独升高正、负占空比，电流均增大，击穿放电作用加强，赤泥颗粒扩散速率和参与成膜的浓度增加，陶瓷层生长速度加快，厚度增大，颜色变深，受负占空比的影响比较明显，反应时间为20 min时，厚度最大分别可达27.70 μm 和35.82 μm。陶瓷层主要由γ-Al2O3组成，并含有少量的无定形相、α-Al2O3以及赤泥矿物相Fe2O3、CaCO3和SiO2，其中α-Al2O3和Fe2O3含量随负占空比的升高而快速增加，最多可分别达到6.40%和2.86%。陶瓷层的致密性和抗腐蚀性能随正负占空比的升高，均先增加后降低，但负占空比的影响较正占空比的大，当正占空比为28%~42%和负占空比为12%~18%时，陶瓷层的结构致密，腐蚀电流密度和腐蚀速率小，阻抗大，抗腐蚀性能好。结论 PEO陶瓷层的组织结构和性能受正占空比的影响较负占空比的小，适当的正负占空比配比可获得结构致密、抗腐蚀性能好的赤泥PEO复合陶瓷层。

Effects of Duty Cycles on the Structure and Properties of Red Mud Plasma Electrolytic Oxidation Composite Ceramic Coatings on 5005 Aluminum Alloy