四硼酸钠对AZ91D镁合金微弧氧化膜特性的影响

利用微弧氧化技术在AZ91D镁合金基体上制备了一系列陶瓷膜层。利用扫描电镜、膜层测厚仪、超景深光学显微镜分别研究了陶瓷膜层的微观形貌特征、厚度及表面粗糙度;采用交流阻抗谱测试了膜层在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能。结果表明,四硼酸钠质量浓度的变化对微弧氧化过程中的起弧电压和终止电压影响不大,适量的四硼酸钠可以稳定微弧氧化过程的控制电压;随着四硼酸钠质量浓度的增加,微弧氧化膜层的厚度先增加后降低,膜层表面粗糙度随着四硼酸钠质量浓度的增加呈先增加后降低的变化趋势;当四硼酸钠质量浓度为3g/L时,膜层较致密,表现出良好的耐蚀性能。     

工艺参数对铸造铝-硅合金微弧氧化层特性的影响

用微弧氧化的方法在铸造铝－硅合金基体上获得陶瓷层,分别研究了电流密度及强化时间对陶瓷层厚度,表面粗糙度及硬度的影响,以及强化时间对成膜速度的影响,结果表明,陶瓷层厚度,表面粗糙度都随电流密度及强化时间的增大而增大,膜厚随二者增加有一极限值,硬度随电流密度增加而增加,也有一极限值,成膜速度在较低电流密度时不随时间而变,在较高电流密度时,成膜速度随时间增加而下降,最终趋于零,电流密越高,下降速度越快。     

Ti75钛合金微弧氧化膜的制备及性能

在含硅酸钠10g/L、六偏磷酸钠2g/L、柠檬酸钠2g/L和添加剂4g/L的电解液中,以微弧氧化技术在Ti75钛合金的表面成功制备了微弧氧化膜。采用涡流测厚仪、扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计等手段研究了微弧氧化电压和时间对钛合金微弧氧化膜厚度的影响,分析了氧化膜层的表面形貌、组成、硬度、耐蚀性能及高温性能。结果表明,微弧氧化膜层主要由金红石型和锐钛矿型二氧化钛组成。氧化电压升高,膜层厚度增加;氧化时间延长,初期膜层厚度增加明显,20min后膜厚增加减缓。经微弧氧化处理后,钛合金的硬度、耐蚀性能和高温抗氧化性能均得到了明显改善。     

氧化时间对纯钛表面微弧氧化膜结构特性的影响

采用微弧氧化技术在纯钛表面制备了含钙磷的多孔复合氧化膜,用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电子探针分析等手段分析了处理时间对氧化膜形貌、厚度、成分、结构的影响。结果表明：随处理时间的延长,膜厚逐渐增大,微孔数量增多、孔径增大、分布趋匀;表面沉积的钙磷盐逐渐减少并消失,膜中钙磷摩尔比趋于稳定;膜中金红石相TiO2增多、锐钛...     

添加剂铬酸钾对TC4钛合金微弧氧化膜层性能的影响

以TC4钛合金为基体,在硅酸钠电解液中进行微弧氧化(MAO)。电解液的主要成分为Na2SiO3、Na3PO4和NaOH,工艺条件为:电压450V,频率500Hz,占空比30%,时间5min。通过向电解液中添加0.5g/LK2CrO4对微弧氧化膜层进行着色。采用涡流测厚仪、维氏硬度计、扫描电镜、X射线荧光光谱分析仪以及中性盐雾试验等,研究了K2CrO4添加剂对膜层厚度、显微硬度和形貌等性能的影响。结果表明,所得微弧氧化膜层为典型的不规则多孔氧化物陶瓷膜层,显微硬度和耐蚀性明显优于基材。在电解液中加入K2CrO4后,MAO膜层由灰色转变为深黄色;K2CrO4使膜层粗糙度和孔径增大,与基体结合处的缺陷减少,结合力增强;膜层的脆性和内应力降低,耐蚀性增强。     

电流密度对TC4钛合金微弧氧化陶瓷膜性能的影响

采用恒流和梯度电流两种方式对TC4钛合金进行微弧氧化,微弧氧化液组成和工艺参数为:Na2SiO3 16 g/L,(NaPO3)68 g/L,NaF 2 g/L,频率500 Hz,占空比10%。研究了不同电流模式下电压随微弧氧化时间的变化。对比研究了两种电流模式下所得微弧氧化膜的表面形貌、厚度、粗糙度、显微硬度等性能。结果表明,恒流模式下,随电流密度升高,氧化膜层的终止电压、厚度、粗糙度和表面微孔直径增大,显微硬度先增大后减小;与恒流模式膜层相比,梯度电流模式下所得氧化膜层较厚,粗糙度较低,硬度高,表面微孔直径较小。较适宜的恒流电流密度和梯度电流密度分别为10 A/dm2和15–5 A/dm2,而后者所得膜层的综合性能优于前者所得膜层。     

汽车用7075铝合金微弧氧化工艺的研究

采用微弧氧化工艺对汽车用7075铝合金进行处理,生成氧化铝陶瓷膜。微弧氧化初期,随着微弧氧化时间的延长,致密层增厚,微弧氧化膜的硬度和耐蚀性显著提高;当微弧氧化时间大于100min时,由于致密层难以击穿,表面的疏松层导致微弧氧化膜的硬度增加缓慢,耐蚀性下降。微弧氧化时间为100min时制备的微弧氧化膜具有较高的硬度和最佳的耐蚀性。     

电极电压对纯钛表面微弧氧化陶瓷膜结构及特性的影响

采用微弧氧化处理技术,在纯钛表面制备了含钙磷的多孔复合陶瓷膜,考察了微弧氧化时的电极电压对复合陶瓷膜的形貌、结构、成分和性能的影响.结果表明:在400～500 V的电压范围内,样品表面均形成了含有钙磷的多孔陶瓷膜,随着电极电压的升高,膜层表面微孔数日减少.孔径增大,膜层厚度增加.在400 V时,膜层的相构成为Ti 锐钛矿相TiO2 Ca3(PO4)2;在450 V和500 V时,膜层的相构成均为Ti 锐钛矿相TiO2 金红石相TiO2,Ca3(PO4)2消失,且随着电压的升高,锐钛矿相TiO2减少,金红石相TiO2增多.膜层中的钙磷摩尔比均随电压的升高而增大.在450V和500V时,膜层的临界载荷值分别为29.5N和14.8N.     

氧化电压和时间对Ti75钛合金微弧氧化膜性能的影响

通过微弧氧化在Ti75钛合金表面成功制得微弧氧化膜层。电解液组成为:Na3PO4·12H2O14.0g/L,Na2SiO3·9H2O2.0g/L,添加剂3.0g/L。借助体视显微镜、涡流测厚仪、显微硬度计、X射线衍射仪等设备,研究了氧化电压和时间对微弧氧化膜形貌、厚度、显微硬度及构相等性能的影响。结果表明,微弧氧化膜层主要由金红石型和锐钛矿型TiO2组成。氧化电压和时间对氧化膜的形貌、厚度及显微硬度的影响较大。随氧化电压升高,微弧氧化膜层中金红石相TiO2的含量增大。氧化时间对微弧氧化膜层构相的影响不大。     

溶液浓度对TC4钛合金微弧氧化膜的影响

为了实现在钛合金表面制备微弧氧化膜层含有特定钙、磷比例关系,指导合理配置化学试剂。研究了不同质量浓度且不同钙、磷摩尔比溶液对微弧氧化膜层中钙、磷的影响。实验结果表明,随氧化液质量浓度的升高,膜层中钙、磷含量都降低,而膜层中钙、磷比例升高。溶液中钙、磷摩尔比越高,膜层中钙、磷含量越低。若希望制备某一钙、磷摩尔比的生物膜层,可据此确定不同钙、磷摩尔比的溶液,进而确定钙、磷化合物配比关系。     

脉冲频率对铝基复合材料微弧氧化膜性能的影响

在铝基复合材料表面制备了微弧氧化膜,并研究了脉冲频率对微弧氧化膜的粗糙度、耐蚀性及结合力的影响。结果表明:当脉冲频率为1 000 Hz时,微弧氧化膜的粗糙度最低,表面最光滑;当脉冲频率为800 Hz时,微弧氧化膜的耐蚀性及结合力均最佳。     

表面改性对体育器械用AZ91合金耐磨性能的影响

通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪和摩擦磨损试验机等手段,研究了磁控溅射和微弧氧化对AZ91合金表面改性层组织与性能的影响。结果表明,磁控溅射Ti膜与AZ91合金基体结合良好,界面处没有发现气孔或者微裂纹等缺陷,Ti膜厚度约为4μm,与基体实现了良好冶金结合;随着微弧氧化时间从3min增加至12min,复合改性层的厚度不断增加,经过微弧氧化处理后,不同微弧氧化时间膜层的磨损率都有不同程度降低,氧化时间为3min、6min、9min和12min的微弧氧化膜的磨损率分别为1.62×10~(-3)mm~3·N~(-1)·m~(-1)、0.63×10~(-3)mm~3·N~(-1)·m~(-1)、1.25×10~(-3)mm~3·N~(-1)·m~(-1)和1.51×10~(-3)mm~3·N~(-1)·m~(-1),微弧氧化时间为6min的复合改性层具有最佳的耐磨性能。     

铝锂合金微弧氧化陶瓷膜层特性的研究

采用先恒流、后恒压的微弧氧化方法,在铝锂合金(添加微量稀土元素Ce)表面制备陶瓷化膜层.研究了氧化时间和脉冲频率对膜层生长过程和表面形貌的影响.结果表明:膜层厚度随着反应时间的延长而增加,在更高频率的高能脉冲作用下(＞600 Hz)生长速率更快;膜层表面多孔、起伏不平,延长反应时间或提高脉冲频率会导致烧蚀留下的坑洞变大,表面粗糙度亦随之增大;膜层与基体结合良好,由内部致密层和外部疏松层组成,总厚度可达50 μm;EDS分析表明,膜层由Al、O、Si构成,Si元素的摄入认为是NaOH-Na2SiO3电解液体系中的SiO32-参与反应进入膜层.     

纯铝及6061铝合金微弧氧化陶瓷层的微观结构和粗糙度

采用X射线衍射仪、扫描电镜、数字图像处理软件和表面粗糙度仪研究了纯铝和6061铝合金两种基体上微弧氧化(MAO)陶瓷层的构相、微观形貌、元素组成、厚度和粗糙度随微弧氧化时间的变化。结果表明,微弧氧化初期所得陶瓷层的主要相为γ-Al_2O_3,微弧氧化后期所得陶瓷层均存在W相、AlPO_4相和SiO_2相。随微弧氧化时间延长,MAO陶瓷层的厚度增大,纯铝表面MAO陶瓷层的生长速率大于6061铝合金表面MAO陶瓷层的生长速率;MAO陶瓷层的粗糙度受其结构和厚度的影响。     

镁合金淡黄色微弧氧化膜的制备及性能研究

在镁合金表面制备了淡黄色微弧氧化膜,并对其耐蚀性进行了研究。结果表明:与镁合金基体相比,微弧氧化膜的点滴时间更长,自腐蚀电位更正,自腐蚀电流密度更小。这说明经过微弧氧化处理后镁合金的耐蚀性明显提高。微弧氧化膜表面平整、均匀,结合力较好。XRD分析结果显示,微弧氧化膜的组成主要为MgO、Mg_2SiO_4和Mg。     

镁合金微弧氧化陶瓷层的生长过程研究

采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和膜厚测量等方法,研究了MB8镁合金在硅酸盐体系中不同的微弧氧化时间对陶瓷膜层的截面形貌、相组成及生长速度的影响。结果表明:微弧氧化初期,阳极表面主要生成MgO相并向基体内部生长;随后,膜层沿基体向外生成Mg2SiO4相;在氧化末期,膜层同时向内和向外生长,且向内生长占主导地位,但陶瓷层相组成与氧化中期时相同。氧化膜的厚度随时间呈线性增长。提出了陶瓷层在不同阶段的生长机制。     

氧化时间对6063铝合金微弧氧化陶瓷膜的影响

采用微弧氧化技术在以Na2SiO3为主的碱性电解液中于6063铝合金表面制得均匀的陶瓷膜。研究了陶瓷膜的生长规律,采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分别观察和分析了不同氧化时间下制备的陶瓷膜的表面形貌及相组成,并研究了陶瓷膜的完整性和耐腐蚀性能。结果表明,随着氧化时间的延长,膜层的总厚度逐渐增加,膜层的生长由向外生长逐渐过渡到向内生长,表面粗糙度线性增加。膜层内部致密层的硬度高于外面疏松层的硬度,并随着氧化时间的延长,两者硬度的差值增大。膜层主要由α-Al2O3和γ-Al2O3组成,且随着氧化时间的延长,γ-Al2O3含量逐渐减少而α-Al2O3的含量逐渐增加。不同氧化时间所得陶瓷膜的γ值均大于1,膜层的完整性符合要求,在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的耐蚀性随着氧化时间的延长而先增大后减小。     

预制膜层对铝合金微弧氧化陶瓷层性能的影响

在硅酸钠电解液体系中,利用微弧氧化技术,对无预制膜层和含化学氧化膜或稀土转化膜的6061铝合金表面进行陶瓷化处理,研究了预制膜层处理对陶瓷膜层性能的影响。结果表明,预制膜层处理能够降低起弧电压,有利于膜层增厚和硬度提高。无预制膜的铝合金微弧氧化膜层表面呈现凹凸不平的多孔状结构,经预制膜层处理后,其表面粗糙度变小。微弧氧化后,铝合金表面膜层主要由α-Al2O3和γ-Al2O3晶体相组成,而含预制膜层试样中,硬度较大的α-Al2O3相的相对含量较高。与无预制膜层及含化学氧化膜的试样相比,稀土转化膜试样的膜层厚度和硬度最大,粗糙度最小,表面较大较深的孔洞缺陷减少。     

电解液组成对医用钛合金微弧氧化生物陶瓷层的影响

采用微弧氧化技术在钛合金表面制备了羟基磷灰石(HA)陶瓷膜。研究了电解液中乙酸钙、乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)质量浓度对膜层Ca、P含量和二者原子比的影响。随电解液中乙酸钙质量浓度增大,膜层表面孔隙率基本不变,膜层Ca含量增大,P含量减少,钙磷原子比增大。随电解液中EDTA-2Na质量浓度增大,膜层表面孔隙率先增后减,膜层中Ca含量明显增大,P含量略微增大,钙磷原子比明显增大。电解液的最佳组成为:K2HPO4·3H2O 6.8 g/L,Ca(CH3COO)2 26.5 g/L,EDTA-2Na 20 g/L。此时陶瓷膜层表面孔隙率高达11.10%,钙磷原子比为1.65,十分接近HA的钙磷原子比(1.67)。     

超声辅助微弧氧化钛合金钙磷涂层生长机制研究

采用超声辅助微弧氧化复合工艺在钛合金表面制备了钙磷生物涂层。采用扫描电镜和电子能谱仪测试了涂层表面形貌和元素组成,分析了超声辅助微弧放电特性,建立了MAO系统等效电路,提出了复合工艺所制备涂层的Ti O2相氧化机制及钙磷相合成机制。结果表明:复合工艺提前了微弧放电时间,降低了起弧电压,增加了有效微弧放电时间;钙离子主要通过电源脉间等效电熔放电和超声作用提高电泳活性并吸附于阳极,并与磷酸根离子反应生成钙磷生物相;配置工作液时要求钙、磷应有较大比值,且工作液中钙离子和磷酸根离子浓度应增大。研究对超声辅助微弧氧化复合工艺制备高性能钛合金生物涂层具有指导意义。