- 文献综述（或调研报告）：
铸造铝合金表面涂层处理工艺研究
1 前言
铝是国民经济和国防建设中的重要材料之一，铝及其合金由于具有较高的强度/重量比，易成型加工以及优异的物理、化学性能，成为现代工业使用量仅次于钢铁的第二大类金属材料。同时，铝及其合金材料硬度低，耐磨性差也使其常发生磨蚀破损。铝及其合金和空气中的氧亲和力比较强，在大气条件下表面生成一层厚度约为0.005~0.015mu;m的致密自然氧化膜使其免遭环境的侵蚀，但这种自然氧化膜非常薄、易磨损、破损[1-2]，在酸、碱性条件下迅速溶解，远远满足不了其应用要求，尚不能作为可靠的防护层[3-4]。因此铝及其合金在使用前须经过相应的表面处理以满足其对环境的适应性和安全性，减少腐蚀，延长使用寿命。
在铝表面氧化生成硬度高、结构致密的氧化膜层，采用表面改性的方法来提高其表面强度和耐腐蚀性有着重要的意义。铝表面氧化方法主要有阳极氧化和微弧氧化等[5~6]。但铝的阳极氧化膜和微弧氧化膜要达到相当的厚度才具备以上的性能，而在一些特殊工程应用中，要求铝表面氧化膜性能优良的同时，厚度不能超过某一设定值（在铝表面生成各种氧化膜的厚度列于表1中）。因此，铝表面阳极氧化膜或微弧氧化膜在一些特殊领域应用时有其局限性。因此铝及其合金在高温水蒸气中氧化膜生长的研究变得更加有意义。
2 高压反应釜水蒸气作用下生成的氧化膜
Rammeez Ud Din等[10-11]以AA1090和Peraluman706TM两种铝合金在107℃、113℃和118℃温度下（对应压力分别为1.3bar、1.6bar、1.9bar）制备氧化膜，发现氧化层的生长形貌、覆盖情况、致密度和厚度都随着蒸气压变化而变化。在1.3bar蒸气压下没有观察到氧化物的生长，随着蒸气压的增加，氧化物急剧生长，直至达到一稳定水平。铝合金在不同的水蒸气压力作用下其表面的氧化膜厚度在450~825nm左右，氧化层的厚度和致密度随着水蒸气压力的增加而增加，并且水蒸气压力增大也会使金属间化合物颗粒的覆盖情况变得良好，在界面处的氧化层更加致密，为纳米针状结构，另外水蒸气处理会使在铝合金微观结构的局部金属间化合物颗粒处出现第二相。
慕伟意等[12-14]以工业纯铝为实验材料，分别以时间为变量在同一温度下与高温水蒸气反应不同时间以及在同样时间下采用不同的水蒸气试验温度做了两组实验，发现铝在高温水蒸气中生成的氧化膜由一水软铝石AlO(OH)相组成，氧化膜的相组成与氧化时间无关，反应时间只影响表面氧化膜的形貌，而随着氧化温度的升高，组成铝表面氧化膜的氧化物根据其相的稳定性发生相变，350℃时完全氧化变成粉末，Al2O3bull;3H2O在140℃开始脱水变成一水软铝石，一水软铝石在350℃发生脱水和相变转化成一水硬铝石和刚玉。
3 溶胶-凝胶法制备陶瓷涂层
在各种防腐蚀的方法中，溶胶-凝胶法是一种操作简单、工艺过程温度低、环境友好、成本低廉并且易于定量掺杂、可有效控制薄膜成分及微观结构的表面涂层制备技术，被广泛应用于许多金属材料表面的腐蚀防护[15-16]。
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