SiC_p/Al等离子体电解氧化工艺的正交优化与膜层性能分析

摘要

[目的]为了提高铝碳化硅复合材料（Si C_p/Al）的耐蚀性，对其表面进行等离子体电解氧化（PEO）。[方法]在以NaAlO₂、Na OH和NaH₂PO₄为主要成分的电解液中对SiC_p/Al复合材料表面进行等离子体电解氧化。以正向电压、占空比、脉冲频率和氧化时间为考察因素，以膜层厚度、孔隙率和平均孔隙面积为评价指标进行正交试验，采用层次分析（AHP）及基于指标间相关性的权重确定方法（CRITIC）的混合加权法和极差分析，得到最佳电参数。通过场发射扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）、电化学工作站等表征手段对优化后的PEO复合膜层进行分析。[结果]PEO复合膜层表面相对平整，但存在一些细小的孔洞，膜层主要由Al₂O₃、Si C、Si O₂及一定数量的α-Al₂O₃、γ-Al₂O₃等物相组成。与基体相比，PEO膜层的腐蚀电位正移了229 m V，腐蚀电流密度下降了1个数量级，耐腐蚀性能得到明显改善。[结论]本研究可以为Si C_p/Al的表面腐蚀防护提供一定的试验依据和基础指导。

关键词

铝碳化硅复合材料 / 等离子体电解氧化 / 正交试验 / 混合加权法

基金资助

山东省自然科学基金面上项目（ZR2025MS770）