AZ91D镁合金微弧氧化膜层性能的研究

在铝酸盐体系电解液中采用微弧氧化技术对AZ91D镁合金进行表面处理。通过扫描SEM、XRD、电化学测试技术等研究了氧化电压和氧化时间对微弧氧化膜层的表面形貌、结构、厚度、耐蚀性的影响。结果表明,随氧化电压的增大和氧化时间的延长,微弧氧化膜层的耐蚀性呈上升趋势,膜层厚度为3~31μm,膜-基结合强度最大值达到42 MPa。     

不同加压方式下镁合金微弧氧化膜结构及耐蚀性的变化规律

在硅酸盐体系电解液中采用恒压、变压两种加压方式对AZ91D镁合金进行不同时间的微弧氧化处理,研究膜层的厚度、表面形貌、物相组成及耐蚀性随时间的变化规律,对膜层中微孔的大小、数量及表面孔隙率进行定量统计,比较两加压方式下膜层的差异。结果表明:两加压方式下,膜层结构随时间的变化规律基本相同,其变化幅度在变压方式下相对较大;随着处理时间的增加,膜层的厚度不断增大,微孔数量不断减少,较大微孔不断增多,表面孔隙率不断增大,而物相组成却不变;恒压方式下膜层的耐蚀性不断增强,变压方式下则先增大后减小;与变压方式相比,恒压方式下膜层生长前期的生长速率较大,更有利于工业化生产。     

AZ91D镁合金微弧氧化工艺参数的优化

利用自制微弧氧化装置在硅酸盐体系中对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理.采用4因素3水平正交试验,从考察膜层厚度、表面粗糙度和耐蚀性出发,确定了AZ91D镁合金在硅酸盐体系中的最佳工艺参数.结果表明：在最佳工艺条件下,微弧氧化膜呈多孔结构、孔径较小,裂纹较少,分布均匀,膜层较为致密;微弧氧化膜由MgO、Mg2SiO4、MgAl2O4和少量的SiO2组成;室温下,在质量分数为3.5%的NaCl中性溶液中浸泡168 h后,膜层表面未出现明显的点蚀现象,耐蚀性较镁合金基体有了很大提高.     

电参数对AZ31B镁合金微弧氧化膜微观形貌及耐蚀性的影响

在含有丙三醇的硅酸盐体系中,通过微弧氧化法在AZ31B镁合金表面获得了细致均匀微孔的氧化膜。以SEM、电化学工作站和测厚仪为表征手段,利用单因素法分别考察了恒压模式下电压、频率、占空比对氧化膜结构、耐蚀性及厚度的影响。结果表明:随电压的增加,氧化膜的表面微孔尺寸和厚度均增大,但膜层耐蚀性能先增加后降低;随频率的增加,膜表面微孔尺寸减小,耐蚀性能增大,但频率改变对膜层的厚度影响较小;当占空比>45%时,膜层的表面微孔尺寸及厚度有增大趋势,膜层表面出现击穿破坏而导致耐蚀性能降低。优化的电参数为:电压230~260 V,频率300~500 Hz,占空比30%~45%。     

能量参数对镁合金微弧氧化陶瓷层耐蚀性的影响

用自制的微弧氧化控制电源研究了在硅酸盐溶液体系中电流密度、频率、占空比等能量参数对镁合金微弧氧化陶瓷层的厚度及耐蚀性的影响,并优化了微弧氧化工艺.结果表明：随电流密度增加,陶瓷层厚度呈现线性增加,而耐蚀性表现出先增后减的趋势,在电流密度为3 A/dm2～4 A/dm2时,陶瓷层的耐蚀性最佳;恒流微弧氧化方式下频率与占空比对陶瓷层的厚度影响不大,但对其耐蚀性有一定影响,随频率增加,陶瓷层的耐蚀性越来越好,随占空比增大,陶瓷层的耐蚀性逐渐变差;工艺参数优化所制得陶瓷层的耐蚀性较参数恒定控制有一定的提高.     

加压时间间隔对AZ91D镁合金微弧氧化膜的影响

研究硅酸盐体系中加压时间间隔对AZ91D镁合金微弧氧化膜层的影响.利用TT230数字式涂层测厚仪、JSM—6700F扫描电子显微镜、2206型表面粗糙度测量仪(E34—001)和W—92涂层附着力划痕试验机研究了其微观结构,利用CHI660C电化学工作站和UMT—2MT型球-块往复式摩擦试验机进行耐蚀性和耐磨性的评定.结果表明,微弧氧化膜层的厚度、粗糙度和结合力随着加压时间间隔的增大而增大;孔隙率呈先增大后减小的趋势,在加压时间间隔为150s时出现了最大值;与基体相比,微弧氧化膜层的耐蚀性和耐磨性均提高,当加压时间间隔150s时耐蚀能力最佳,当加压时间间隔60s时耐磨性最强.     

KOH浓度对LA103Z镁锂合金微弧氧化成膜过程及膜层耐蚀性的影响

目的 探索电解液中KOH浓度对LA103Z镁锂合金微弧氧化成膜过程及膜层耐蚀性能的影响规律.方法 通过恒压微弧氧化法,在KOH质量浓度分别为2、4、6 g/L的硅酸盐系电解液中制备微弧氧化膜层.采用扫描电子显微镜(SEM)观察微弧氧化膜层的表面形貌和截面形貌,采用Image-J软件分析膜层的孔隙率和厚度,通过电化学试验表征膜层的耐腐蚀性能.结果 随KOH浓度的升高,微弧氧化过程中通过试样的电流密度增大,膜层表面微孔数目减少、孔径增大,膜层厚度也增加,试样的耐蚀性先升高后降低.当KOH的质量浓度为4 g/L时,膜层表面微孔大小均一、分布均匀,孔径尺寸较小,为2～4μm,孔隙率最低,为3.56％,膜层内部结构较致密,耐蚀性最好,其自腐蚀电流密度为0.26μA/cm2,与基体相比降低了2个数量级.结论 KOH浓度的改变主要影响微弧氧化成膜过程火花放电阶段的形貌.适当升高KOH浓度可有效改善膜层表面的微孔分布,增加膜层厚度,提高膜层致密度,从而提高膜层耐蚀性.当KOH浓度过高时,膜层内部大孔洞和裂纹等缺陷增多,膜层耐蚀性降低.     

AZ91D镁合金微弧氧化膜的致密性及其对耐蚀性的影响

在硅酸盐体系中对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理,探讨膜层致密性的研究方法,推导膜层密度的计算公式,定量分析膜层表面微孔的大小、分布及表面孔隙率随时间的变化,研究上述因素对膜层耐蚀性的影响。结果表明:成膜物质基本不随时间的变化而发生改变,使膜层的致密性可以通过密度来间接研究;随着时间的延长,膜层表面微孔逐渐变大,各微孔之间的大小差异及形状差异不断增大,膜层的表面孔隙率从8%逐渐增大到15%。处理时间为5和10 min时,膜层较致密,20 min后,膜层的致密度明显减小,时间继续延长,致密度基本保持不变。受膜层较大厚度、较高致密度、较少表面缺陷等多种优势共同存在的影响,30 min时,试样的耐蚀性最好。     

电流密度对AZ91D铸造镁合金微弧氧化膜层耐蚀性的影响

电流密度是影响微弧氧化膜层结构和性能主要因素之一。采用共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)、X射线衍射(XRD)、电化学测试等手段,研究了在不同电流密度下(30 m A/cm~2、40 m A/cm~2、50 m A/cm~2)硅酸盐溶液中AZ91D铸造镁合金微弧氧化膜层的结构和耐蚀性。结果表明:随着电流密度增大,氧化膜表面微孔数量减少,表面粗糙度降低;电流密度50 m A/cm~2下生成的氧化膜耐蚀性最佳,这主要取决于氧化膜的致密程度。     

AZ91镁合金不同厚度微弧氧化膜层耐蚀性能研究

在铝酸盐体系溶液中对AZ91镁合金进行微弧氧化处理,用扫描电镜对所得不同厚度的微弧氧化膜层形貌进行观察;通过盐雾试验进行耐腐蚀性能测试;用X射线衍射仪进行膜层成分分析.结果表明:镁合金微弧氧化膜层在初期膜层表面平整,微孔尺寸小、密度大、分布均匀,随着膜厚增加膜层致密性提高,微孔数量减少,但表面粗糙度增加,耐蚀性能随膜厚的增加呈现先增加后降低的变化规律,膜厚在20～30 μm时膜层具有较好的耐蚀性,膜层主要由MgAl2O4和MgO两相组成.     

Structure and tensile／wear properties of microarc oxidation ceramic coatings on aluminium alloy

Thick and hard ceramic coatings were prepared on the Al-Cu-Mg alloy by microarc oxidation in alkali-silicate electrolytic solution. The thickness and microhardness of the oxide coatings were measured. The influence of current density on the growth rate of the coating was examined. The rnicrostructure and phase composition of the coatings were investigated by means of scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy, and X-ray diffraction. Moreover, the tensile strength of the AI alloy before and after microarc oxidation treatment were tested, and the fractography and morphology of the oxide coatings were observed using scanning electron microscope. It is found that the current density considerably influences the growth rate of the microarc oxidation coatings. The oxide coating is mainly composed of α-Al2 O3 and γ-Al2O3, while high content of Si is observed in the superficial layer of the coating. The cross-section microhardness of 120μm thick coating reaches the maximum at distance of 35μm from the substrate/coating interface. The tensile strength and elongation of the coated AI alloy significantly decrease with increasing coating thickness. The rnicroarc oxidation coatings greatly improve the wear resistance of AI alloy, but have high friction coefficient which changes in the range of 0.7-0.8. Under grease lubricating, friction coefficient is only 0. 15 and wear loss is less than 1/10 of the loss under dry friction.     

船用钛合金微弧氧化膜的性能及其研究进展

钛合金密度小、比强度高、可加工性好及耐海水腐蚀性强,是一种优秀的船舶材料.然而钛合金较低的耐磨性能、耐高温氧化性能及其对异种金属的电偶腐蚀等制约了其在船舶中实际应用.通过微弧氧化在钛合金表面原位生长氧化物陶瓷层,可显著改善钛合金的以上性能.文中综述了国内外船用钛合金微弧氧化研究进展及微弧氧化对钛合金的耐磨性、耐蚀性、结合强度及抗高温氧化性能的研究现状,展望了微弧氧化技术改善船用钛合金表面性能的发展趋势.     

Mg-7Li合金微弧氧化过程放电规律及涂层耐蚀性分析

文中采用高速摄影机、原子力显微镜和电化学工作站研究了Mg-7Li合金表面微弧氧化过程的放电规律以及涂层的耐蚀性.结果表明,在硅酸钠溶液中,微弧氧化电源一个脉冲周期内同一位置的放电击穿持续到脉冲结束;不同脉冲周期内,放电击穿反复在同一位置进行,其断续时间达到160 ms以上.表面制备微弧氧化涂层合金的电极电位比基体提高了78.1 mV,腐蚀电流密度降低2个数量级,显著提高了镁锂合金的耐蚀性.     

微弧氧化电流密度对ZL205A铝合金氧化膜层性能的影响

采用微弧氧化技术,以ZL205A铝合金为基材,固定其它条件不变,只改变电流密度,制备多种氧化膜层,研究了电流密度对膜层的厚度、表面形貌、元素成分、相结构及耐磨性能的影响.结果表明:随电流密度的升高,膜层总厚度和致密层厚度均呈线性增长,同时膜层中的微孔直径增大,但数量减少;膜层的主要成分为Al-Si-O相,其含量随电流密度的增加而增加;氧化膜的磨损机制为磨粒磨损,电流密度对其摩擦因数的影响不大,但其耐磨性能随电流密度的增加而下降,这与外层疏松层的作用有关.     

电参数对AZ91D镁合金微弧氧化过程和膜层的影响

在硅铝复合电解液中,采用不同的电参数在AZ91D镁合金表面制备微弧氧化膜。利用扫描电镜(SEM)观察了膜层表面微观形貌;通过膜层测厚仪测量了氧化膜的厚度。结果表明,随着电流密度、占空比或者氧化时间的增大,膜层的不均匀程度都逐渐增大,表面放电孔洞尺寸变大,数量减少;电流密度大于10A/dm2或氧化时间超过15min时,微弧氧化过程会出现熄弧阶段;膜层厚度随着电流密度的增加而呈现近似线性增加后趋于稳定的变化趋势;而随着占空比或者氧化时间的延长,膜层厚度则逐渐增大。     

微弧氧化工艺及封孔处理对镁合金耐蚀性能的影响

为寻求在低成本下获得高性能镁合金防护膜的方法,采用直流低压微弧氧化工艺,在硅酸盐体系中添加抑弧剂抑弧以获得均匀的膜层,并对随后获得的微弧氧化陶瓷膜进行封闭处理.通过形貌分析及腐蚀析氢的方法研究了膜层的耐蚀性能及腐蚀特征,结果表明:在低电流密度下适当延长微弧氧化时间,可获得更为致密的陶瓷膜层,抗腐蚀性能更好.碳酸盐封孔处理可使膜层的致密层变厚,并进一步强化膜层的致密度;能保证基体完全不受腐蚀的时间显著延长,并在较长时间内使膜层的抗腐蚀性能明显提高.     

Thickness effects on corrosion and wear resistance properties of micro-arc discharge oxide coatings on AZ91D magnesium alloys

The microarc oxidation coatings with difference thickness were synthesized on AZ91D magnesium alloy. The microstructure and phase structure of the coatings were analyzed using SEM and XRD, the tribological properties and corrosion resistance behaviour of the coatings were also investigated. The results show that the coating contains two layers, a porous outer layer and relatively dense inner layer. The microhardness of the MAO coatings is four to six times higher than that of the magnesium alloy substrate. The MAO coatings have much better wear-resistance and corrosion resistance abilities than those of magnesium alloy substrate, but possess higher friction coefficient. The results further indicate that there is an optimization thickness for corrosion and wear resistance.     

铝合金表面微弧氧化原位生长Al2O3陶瓷层技术

等离子微弧氧化技术是一种在金属表面原位生长氧化膜陶瓷层的技术，此类陶瓷层具有耐磨、耐蚀、耐高温热冲击等特性，介绍了铝合金等离子微弧氧化原位生长Al2O3陶瓷层技术的研究现状，基本原理，工艺特点以及膜层性能和应用情况。     

SiC纳米颗粒对TA2微弧氧化涂层组织结构及耐蚀性能的影响机制

为提高钛及钛合金防腐蚀、耐磨损等关键服役性能,本研究在TA2钛合金表面制备微弧氧化陶瓷涂层,研究纳米SiC颗粒的添加对微弧氧化涂层组织结构及耐蚀性能的影响机制.结果表明,基础电解液中SiC的加入能够大幅度提高TA2微弧氧化涂层的厚度,且随着电压的升高,涂层的厚度和表面粗糙度也随之增大,涂层表面的微孔尺寸随着电压的升高而逐渐增大,SiC的加入能够有效地抑制微弧氧化涂层表面裂纹的产生;微弧氧化涂层的物相主要有高温稳定相金红石及锐钛矿,还含有少量的SiC及SiO2;微弧氧化涂层增加TA2的开路电位及自腐蚀电位,随着处理电压的增加开路电位随着升高;SiC的加入降低了涂层的阳极电流密度,显著提高了微弧氧化涂层得耐蚀性能。     

铝合金微弧氧化的研究进展

综述了微弧氧化技术的发展历程、成膜机理,论述了铝合金微弧氧化的特点。基于铝合金微弧氧化工艺研究现状,详细阐述了氧化时间、占空比、电压、电流密度、电解液浓度、基体粗糙度、纳米颗粒添加剂以及复合工艺等对铝合金微弧氧化膜层的组织与性能的影响。如电流密度会影响涂层的生长机理,使膜层的表面结构和内部缺陷产生较大的差异;采用不同的电解液所得到的膜层的厚度和粗糙度有明显的区别;在不同的电压参数下膜层的均匀性及膜层中微孔的尺寸大不相同;制备微弧氧化复合涂层以及采用纳米增强颗粒可使膜层的结构和性能有大幅提升。通过改变以上影响因素对铝合金微弧氧化膜层组织和结构加以调控,从而实现了对膜层性能的优化,如膜层的硬度、耐磨性、耐腐蚀性、抗疲劳性能的提高。最后对铝合金微弧氧化的发展方向提出了展望。