选用试验中优化出的硅酸钠体系，即Na2SiO3为8 g/l，KOH为2 g/l为基础电解液，引入超声波技术，研究其对加入不同第二相粒子、无机添加剂等构成的新的电解液中生成的PEO陶瓷层的影响。
一、与SiC共同作用
选用优化出的SiC浓度(8 g/l)，引入超声波技术对试样进行等离子体电解氧化。图3-39为添加SiC的等离子体陶瓷层X-ray衍射谱。


 
 
由图3-39可见，引入超声波技术后，Al2SiO5相的衍射峰相对图3-39(b)得到提高。分析认为，超声波技术能够促进等离子体电解氧化过程，使其进行的更加充分，因而最终反映产物Al2SiO5增多。等离子体电解氧化陶瓷层的表面沉积了更多的细小颗粒，从而填充放电孔洞更加充分，使膜层孔洞减少。由高倍图3-40(b)观察发现，这些孔洞只存在于氧化膜层的表面，并不是穿过氧化层的通孔。分析认为，等离子体电解氧化陶瓷层表面形貌的改变主要是由于超声波对电解液以及电解液中添加的第二相粒子的强烈搅拌、驱动作用。这种作用不仅使第二相粒子分布的更加均匀，而且一定程度上控制了颗粒尺寸。
二、与MoS2共同作用
选用优化出的MoS2浓度(5 g/l)，引入超声波技术对试样进行等离子体电解氧化。超声波技术下添加MoS2的等离子体电解氧化陶瓷层的X-ray衍射谱如图3-41所示。由图3-41可见，在等离子体电解氧化陶瓷层的X-ray衍射谱中出现了Al3Mo相的衍射峰。这再次说明超声波技术能够促进等离子体电解氧化反应的充分进行。
 


 
 
 
引入超声波技术后，添加MoS2的等离子体电解氧化陶瓷层的表面形貌如图3-42所示。由低倍图3-42(a)可见，此时PEO陶瓷层表面的孔洞明显减少，第二相粒子堆积现象明显。这同样得益于超声波技术对于等离子体电解液以及第二相粒子的强烈搅拌和驱动作用。
三、与MgO共同作用
选用优化出的MgO浓度(8 g/l)，引入超声波技术对试样进行等离子体电解氧化。图3-43为添加MgO的等离子体陶瓷层X-ray衍射谱。与图3-28相比较而言，镁铝尖晶石相(MgAl2O4)的衍射峰明显增多，这说明等离子电解氧化过程中，超声波使纳米MgO能够更好的沉积在试样表面，更加充分的参与等离子体电解氧化反应。
 


 
 
超声波技术下添加纳米MgO粉的PEO陶瓷层的表面形貌如图3-44所示。可见，纳米MgO较好的填充了放电孔洞，使陶瓷层表面孔洞减少，并且纳米MgO在PEO陶瓷层表面较好的沉积，相互之间堆积而成更大的颗粒，进而可以填充更大的放电孔洞。
对等离子体电解氧化陶瓷层表面进行的EDS点分析，结果如图3-45所示，分别对应图3-44(b)中的spectrum1和spectrum2两点。可以看出图中出现了元素Mg的谱线，并且spectrum2点的强度明显高于spectrum1点，这与未引入超声波技术时相同。而且相对于未引入超声波技术时两点的元素含量均有所提高，以spectrum2点为例，Mg元素含量由1。46at%提高到了2.49at%。这说明超声波在等离子体电解氧化反应过程中能够促进第二相粒子(MgO)的沉积，提高其参与电化学反应和等离子体化学反应的能力。
四、与混合添加剂共同作用
选用优化出的混合添加剂浓度(T为15 g/l)，引入超声波技术对试样进行等离子体电解氧化。图3-46和图3-47分别是引入超声波后多种添加剂共同作用的PEO陶瓷层X射线衍射谱和扫描电镜照片。由图3-46可见，引入超声波技术后，不仅出现了WAl12相，同时检测到AlBO3相的衍射峰，说明此时电解液成分更加充分的参与PEO过程。
 


 
 
对等离子体电解氧化陶瓷层表面进行的EDS点分析，结果如图3-48所示，分别对应图3-47(b)中的spectrum1和spectrum2两点。可以看出，图3-48中出现了W的衍射峰，而且两点W峰强度均很大。spectrum1点W元素含量达到了4。17at%。分析认为在等离子体电解氧化反应过程中，WO42-很容易吸附到阳极铝合金基体的表面形成均匀、致密的氧化膜。有助于等离子体电解氧化反应的进行。同时吸附在铝合金基体的WO42-成为外来杂质放电中心，产生等离子放电，使氧化膜层在表面熔融、烧结，形成具有陶瓷结构的膜层。图3-49(a)、(b)为多种添加剂共同作用的PEO陶瓷层同一侧断面在不同放大倍数下的形貌图。可见，膜层厚度接近200μm，且为不规则生长状态。膜层厚度的增加很好的改善了PEO陶瓷层的性能，使其能够符合具有特殊要求的某些零部件的生产。不规则生长状态证明了等离子体电解氧化过程中产生了渗透氧化，使生成的陶瓷层与基体之间呈现冶金结合状态。
图3-49(c)为多种添加剂共同作用的PEO陶瓷层另外一侧断面的形貌图。通过与图3-49(b)的对比可以发现，两个侧面的膜层厚度差别很大，一侧接近200μm，一侧却只有20μm左右。分析认为，产生这一现象的原因主要是由于超声波技术的引进。超声波能够大大提高电解液中金属离子的有效浓度以及阴极附近扩散层中放电金属离子的浓度，从而使正对阴极一侧的陶瓷层膜层厚度增加显著。同时由于正对阴极一侧金属离子的富集，背离阴极一侧的金属离子的浓度相对下降，所以这一侧等离子体电解反应生成的陶瓷层厚度较未引入超声波技术时没有增加反而有减小的趋势。http://www.zhenghangyq.com