铝合金黑色微弧氧化膜冲击剥落行为分析

摘要

[目的]铝合金黑色微弧氧化(MAO)膜层在受到冲击载荷时易发生剥落，分析其损伤机制对提升膜层性能并推动其在复杂工况下的实际应用具有重要意义。[方法]以7075铝合金为基体，在六偏磷酸钠-硅酸钠电解液中加入偏钒酸钠作为黑色着色剂，制备黑色MAO膜层。通过落球冲击试验模拟动态冲击工况，并结合扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射(XRD)分析了膜层的微观结构特征及其在冲击作用下的损伤行为。[结果]黑色MAO膜层呈现典型的“火山口”层叠结构，表面伴有微裂纹和放电孔洞，同时与基体界面处存在连续致密的无缺陷层。在冲击载荷作用下，由于“表层硬基体软”的硬度梯度分布及膜层内部缺陷诱发的应力集中，膜层发生阶梯式剥落，形成剥落区、裂纹区和原始区3个特征区域。内致密层中均匀细小的组织结构能够有效抑制裂纹扩展，因此展现出优异的抗冲击性能。[结论]提高膜层致密性并减少微缺陷是提升黑色微弧氧化膜抗冲击性能的关键途径。

关键词

铝合金 / 黑色微弧氧化 / 冲击剥落 / 微观组织 / 抗冲击性能