基于正交實驗優(yōu)化不銹鋼表面納米孔結(jié)構(gòu)制備工藝

編號：FTJS07182

篇名：基于正交實驗優(yōu)化不銹鋼表面納米孔結(jié)構(gòu)制備工藝

作者：周雄 胡廣洪

關(guān)鍵詞： 正交優(yōu)化 不銹鋼 納米孔 陽極氧化 硝酸電解質(zhì) 田口實驗

機構(gòu)： 上海交通大學(xué)

摘要： 目的通過正交實驗優(yōu)化不銹鋼表面納米孔制備工藝。方法通過田口實驗方法設(shè)計正交試驗優(yōu)化工藝。采用含有氯化鈉和硫脲的硝酸溶液陽極氧化制備納米孔,在含有氯化鈉、鹽酸和硫酸的水溶液中進行擴孔處理。通過掃描電子顯微鏡、能譜儀對表面處理后的試樣表面形貌和元素進行分析,應(yīng)用軟件統(tǒng)計SEM圖片孔隙率,并將孔隙率作為響應(yīng)指標,利用極差分析和方差分析研究陽極氧化工藝和擴孔時間對表面形貌及孔隙率的影響,并優(yōu)化工藝參數(shù)。結(jié)果SEM照片和5個水平的均值表明,硝酸濃度的提高有利于提高孔隙率,較高的硫脲濃度有利于形成均勻有序的納米孔結(jié)構(gòu),氯化鈉濃度、氧化時間、氧化電壓和擴孔時間對表面形貌和孔隙率影響不明顯。元素分析表明,納米孔的材料仍然是不銹鋼,而不是金屬氧化物。正交實驗優(yōu)化的工藝參數(shù)是:硝酸的體積濃度為90mL/L,硫脲的質(zhì)量濃度為3.5g/L,氯化鈉的質(zhì)量濃度為20g/L,氧化時間為120s,氧化電壓為5.0V,擴孔時間為50s。結(jié)論通過實驗驗證,優(yōu)化后的工藝能夠制備出表面較平整、孔隙率較高的納米孔結(jié)構(gòu)。