Vpliv parametrov anodizacije na lastnosti oksidnih prevlek na aluminiju in aluminijevih superplastičnih zlitinahKern, Katarina (Avtor) Bizjak, Milan (Mentor) Karpe, Blaž (Komentor) anodna oksidacijaanodizacijaeloksacijaoksidne plastisuperplastične zlitinetorno utrjevanje z gnetenjem in mešanjemodbojnost površinAluminij in njegove zlitine zaradi dobrih mehanskih, fizikalnih ter estetskih lastnosti ponujajo širok spekter uporabe tudi v arhitekturi in industrijskem oblikovanju. Pomembna prednost aluminija in njegovih zlitin je poleg njegovih mehanskih lastnosti ter možnosti preoblikovanja v kompleksne oblike tudi sposobnost prestrukturiranja površine izdelka, kar lahko popolnoma spremeni njegov izgled, ne da bi pri tem poslabšali njegove mehanske lastnosti. Najpogostejši postopek prestrukturiranja površine aluminija in njegovih zlitin je anodna oksidacija. S tem elektrokemijskim postopkom pripravimo na površini izdelka iz aluminija ali njegovih zlitin plast aluminijevega oksida (Al2O3), ki močno izboljša korozijsko odpornost in odpornost proti obrabi. Na lastnosti in kvaliteto izdelave te plasti pa imajo vpliv tako kemijska sestava zlitine in njena mikrostruktura, struktura površine izdelka kot tehnološki parametri anodne oksidacije. V zadnjih letih je bil dosežen pomemben napredek pri raziskovanju lastnosti nanoporoznih oksidnih prevlek tako z vidika vpliva kemijske sestave in metalurškega stanja aluminijskih zlitin kot tehnoloških parametrov anodne oksidacije. V prvi fazi raziskave smo se osredotočili na vpliv čistosti aluminija na mehanizem rasti in lastnosti oksidne prevleke. V ta namen smo z različnimi tehnološkimi parametri anodizirali tehnično čist (99,6 %) in rafiniran (99,998 %) aluminij. Sledila je raziskava mehanizma rasti oksidne plasti na aluminijevi zlitini z magnezijem (serija 5083). Magnezij ima namreč nižjo prosto tvorbeno energijo oksidacije od aluminija in se zato vgrajuje v nastajajočo oksidno plast. Ker je znano, da ima tudi mikrostruktura površine substrata velik vpliv na lastnosti oksidne prevleke, smo nadaljnje delo usmerili v raziskavo vpliva velikosti kristalnih zrn. Z različnimi tehnološkimi parametri smo anodizirali tehnično čist (99,6 %) aluminij in zlitino z magnezijem (serija 5083), ki sta imela udrobnjena kristalna zrna s postopkom tornega utrjevanja s trenjem in gnetenjem - FSP (ang. friction stir processing). Ker v literaturnih virih nismo zasledili raziskav anodiziranja superplastičnih zlitin, katerih uporaba se hitro povečuje, smo z različnimi tehnološkimi parametri anodizirali tudi zlitino serije 5083 mikrolegirano s skandijem. Povezavo med stanjem osnovnega materiala (substrata), procesnimi parametri anodiziranja in lastnostmi nastale oksidne prevleke smo analizirali s številnimi analitskimi tehnikami: optična mikroskopija (OM), elektronska vrstična mikroskopija (SEM), energijsko disperzna spektroskopija (EDS), mikroskopija na atomsko silo (AFM), meritve mikrotrdote ter meritve spektra odbojnosti vidne svetlobe s spektrometrom. V delu je opisan vpliv koncentracije elektrolita z žveplovo kislino ter vpliv temperature elektrolita v povezavi z vrsto in stanjem zgoraj navedenih zlitin na kinetiko rasti, morfologijo, mikrotrdoto ter reflektivnost nastale anodne plasti tako za potenciostatičen način (konstantna napetost) kot galvanostatičen način (konstantna gostota toka) anodiziranja.[K. Kern]20222023-04-15 09:00:02Doktorsko delo/naloga145307sl