5083铝合金微弧氧化膜的制备及腐蚀特性

以硅酸盐溶液为电解液,测量了5083铝合金微弧氧化膜的生长曲线.分析了氧化膜的结构、成分和相组成,并通过盐雾腐蚀试验、动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)测量,评估了微弧氧化表面处理前后试样的腐蚀特性.微弧氧化初期,电流密度快速下降,膜层主要是向外生长,膜层粗糙度快速增加.氧化30 min后电流密度逐渐降低,膜层逐渐变为向内生长为主.5083铝合金微弧氧化膜由γ-Al2O3和少量莫来石相(3Al2O)3·2SiO2)组成,莫来石主要分布在膜外层中.微弧氧化表面处理的5083铝合金腐蚀电流密度减小2个数量级,电化学阻抗模值|Z|增加,耐腐蚀性能得到了显著的改善.此外,由EIS图谱证实,内层膜致密性对微弧氧化膜耐蚀性起决定作用.     

5083铝合金搅拌摩擦焊接头微弧氧化表面防护

采用微弧氧化技术在5083铝合金搅拌摩擦焊接头表面制备一层均匀的陶瓷膜。通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和显微硬度测试分析了微弧氧化膜的形貌、相组成和显微硬度,并采用浸泡方法研究了微弧氧化膜对焊接接头耐腐蚀性能的影响。结果表明,接头表面微弧氧化膜均匀致密,铝合金焊缝区的显微硬度低于母相区,但微弧氧化膜的硬度比铝合金基体提高一个数量级,并且不同区域对应的微弧氧化膜硬度相同。在0.2 mol/L NaHSO3＋0.6 mol/L NaCl溶液中浸泡3天后,未氧化处理的焊接样品表面出现孔蚀,而微弧氧化处理的样品表面没有观察到腐蚀迹象。     

LD10铝合金微弧氧化膜的生长及腐蚀性能

采用双极性交流电源在LD10铝合金表面制备出微弧氧化膜。测量了硅酸盐电解液里微弧氧化膜的生长曲线,并分析了微弧氧化膜的结构、成分和相组成。采用浸泡腐蚀试验、醋酸加速盐雾腐蚀试验、动电位极化和电化学阻抗谱(EIS)方法评估了微弧氧化处理前后LD10铝合金的腐蚀性能。结果表明:LD10铝合金微弧氧化膜主要由γ-Al2O3组成,膜外层还有少量非晶相。微弧氧化初期,氧化膜主要以向外层生长为主,且表面粗糙度快速增加。随后膜层向内生长速度逐渐加快,最后阶段微弧氧化膜主要以向内生长为主。微弧氧化处理后LD10铝合金的腐蚀电位提高,腐蚀电流密度下降约2个数量级。微弧氧化膜的阻抗模值|Z|比铝合金基体大幅提高,同时其容抗弧半径远远大于铝合金基体。微弧氧化表面处理显著提高了LD10铝合金的耐腐蚀性能。     

水溶液中钼酸钠和5083铝合金搅拌摩擦焊缝的交互作用

通过搅拌摩擦焊(FSW)手段,制备出5083铝合金同种焊接头。在室温的0.2mol/L NaHSO3和0.6mol/L NaCl溶液中,通过静态失重法及动电位极化曲线测试,对5083母材及其搅拌摩擦焊焊缝的电化学腐蚀行为进行了对比研究。然后在腐蚀介质中添加一定浓度的钼酸钠作为缓蚀剂,评价了此缓蚀剂对5083母材及其搅拌摩擦焊焊缝的电化学行为的影响。结果表明:焊缝的缓蚀效率要优于母材,钼酸钠为一有效的缓蚀剂。     

微弧氧化膜对7A52铝合金搅拌摩擦焊接头腐蚀不均匀性的影响

7A52铝合金搅拌摩擦焊接头焊核区由于发生动态再结晶，晶粒比较细小，组织呈现“洋葱环”分布，热力影响区的组织沿塑性流动方向分布，热影响区晶粒尺寸发生了明显的长大.接头组织不均匀导致不同区域的腐蚀行为不同. 结果表明，没有微弧氧化膜时，母材的致钝电流远小于焊核区及热(力)影响区，更容易钝化；当微弧氧化膜的厚度为50 μm，母材的致钝电流小于焊核区及热(力)影响区，较薄的微弧氧化膜对接头腐蚀不均匀性的改善作用不明显；当微弧氧化膜的厚度为70 μm时，接头不同区域钝化特征接近，微弧氧化膜有助于减小接头组织不均匀对接头不同区域的腐蚀不均匀的影响.     

ZL303铝合金表面微弧氧化陶瓷膜的微结构和耐蚀性研究

为提高ZL303铝合金耐蚀性能,采用微弧氧化技术在ZL303铝合金表面制备陶瓷质氧化膜。通过扫描电镜观察了微弧氧化膜层表面及截面的微结构。利用X射线衍射仪分析了膜层的物相组成。采用腐蚀电化学和高温浸泡实验测试了微弧氧化膜层的耐蚀性。结果表明:所制备的膜层厚度约为13μm,主要由α-Al_2O_3和γ-Al_2O_3组成,外表面存在大量微米级等离子放电微孔。经微弧氧化处理后,试样的电化学阻抗半径增大,自腐蚀电位上升,腐蚀电流密度减小。在高温腐蚀环境中,微弧氧化膜层能有效阻挡腐蚀介质对铝合金基体的侵蚀破坏,耐蚀性能得到提高。     

微弧氧化处理对AZ91D镁合金腐蚀行为的影响

采用碱性硅酸盐溶液,在AZ91D镁合金试样表面制得微弧氧化膜,并利用电化学阻抗方法对镁合金及微弧氧化处理试样在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为进行比较研究.结果表明,镁合金经微弧氧化处理后,腐蚀电位和膜层阻抗均有一定程度的提高.但在浸泡过程中,微弧氧化处理试样的电化学参数呈现出不同的变化规律,初期波动较大,后期则逐渐降低,趋向稳定.     

溶质离子在铝合金微弧氧化陶瓷膜形成过程中的作用机理

利用交流脉冲微弧氧化电源在碳酸钠、硅酸钠和锡酸钠3种电解液中对LY12铝合金进行微弧氧化处理,通过SEM和XRD观察分析铝合金样品表丽形貌和相组成的变化,研究各溶质离了对微弧氧化起弧现象及生长曲线的作用规律.结果表明:在3种电解液中进行微弧氧化处理时,在硅酸钠溶液中铝合金易于起弧,能够在短时间、低电压下获得高阻抗膜;而在锡酸钠溶液中铝合金不能形成高阻抗膜,未发生起弧现象;铝合金样品表面预先制备高阻抗膜有利于发生微弧氧化起弧现象;在碳酸钠和硅酸钠溶液中,微弧氧化陶瓷膜的后期生长曲线有着相似的变化规律,在锡酸钠溶液中样品表面产生电化学溶解,不能形成陶瓷膜:铝合金样品表面形成高阻抗膜是微弧氧化现象得以进行的必要条件.     

铝合金微弧氧化膜在高温盐水中的耐蚀性能研究

研究5052铝合金微弧氧化膜在70℃/7%NaCl溶液中浸泡不同时间的开路电位和电化学阻抗谱变化,分析微弧氧化膜层的防腐机理。研究表明,高温腐蚀溶液可快速通过微弧氧化膜缺陷渗透到基体铝合金表面,从而引发基体金属腐蚀;但腐蚀产物在膜层缺陷内的沉积可阻塞腐蚀溶液向缺陷内部渗透,又使微弧氧化膜具有一定的自修复能力,膜层电阻经过初始阶段的急剧下降后,基本保持不变;对微弧氧化膜进行封闭处理可有效提升膜层的自修复能力。     

5083铝合金喷洒式微弧氧化局部膜层的制备及性能

以传统浸入式微弧氧化为参照对象,利用自行研制的喷洒式微弧氧化装置在5083铝合金表面局部区域制备一层氧化膜,考察厚度、硬度、粗糙度和电流随时间的变化规律,通过三维形貌仪,扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射仪(XRD)分析膜层的微观形貌和组织结构,并在电化学工作站中评价其腐蚀性能,由此比较浸入式和喷洒式微弧氧化的异同,从而证明喷洒式微弧氧化的可行性。结果表明:浸入式和喷洒式微弧氧化制备的膜层相近。其中,膜层厚度、硬度、粗糙度以及电流都随时间呈规律性变化;两者膜层表面不平整,大部分是O和Al元素,主要由γ-Al2O3构成;膜层的电化学性能较铝合金基体都明显改善。因此,在不宜采用浸入式处理方法的环境下,可采用喷洒式微弧氧化代替。     

AZ91D镁合金微弧氧化膜的腐蚀行为研究

利用双向全波脉冲电源对AZ91D镁合金在硅酸盐体系中进行了微弧氧化处理,通过电化学阻抗谱(EIS)测试、极化曲线分析并结合XRD和SEM等分析方法对微弧氧化处理的镁合金腐蚀行为进行了研究.结果表明,微弧氧化膜表面分布着几微米的微孔,微弧氧化膜中主要含有MgF2,Mg2SiO4和Al2O3.AZ91D镁合金经过微弧氧化处理之后,耐蚀性能明显提高,自腐蚀电流密度降低3个数量级,自腐蚀电位高出约300 mV,阻抗值高出3个数量级,研制的微弧氧化膜对镁合金具有很好的防腐保护性能.     

SiCw/AZ91镁基复合材料的微弧氧化行为及涂层的耐腐蚀性能

采用微弧氧化表面处理技术在SiCw/AZ91镁基复合材料表面制备保护性涂层.通过与AZ91镁合金对比,研究镁基复合材料的微弧氧化行为及其形貌特征,并采用电化学方法评价了微弧氧化涂层的耐腐蚀性能.结果表明,SiC晶须的存在影响了基底材料表面阻挡层的形成,使复合材料的微弧氧化行为不同于基体合金.与合金相比,在恒电流模式下进行微弧氧化的过程中复合材料的电压随时间的演变趋势不够理想,而且在相同工艺条件下复合材料的起弧时间比合金要长.复合材料在微弧氧化过程中偶尔会出现烧蚀现象.虽然SiC晶须会影响复合材料表面涂层的形成,微弧氧化处理仍然能够增强镁基复合材料的耐腐蚀性能,使其自腐蚀电位提高,腐蚀电流降低.当采用恒压模式制备涂层时,涂层耐腐蚀性能随电压的提高而增强.     

LC4超硬铝合金微弧氧化膜电化学腐蚀特性

用微弧氧化方法在LC4超硬铝合金表面获得较厚的氧化膜,测定了氧化膜的生长曲线及电流密度变化,并用电化学方法测定不同厚度膜的极化曲线,采用零电阻技术测量3.5%NaCl溶液中LC4铝合金-铜电偶对电偶腐蚀情况.用扫描电镜观察合金基体和微弧氧化膜的腐蚀形貌.经过微弧氧化处理后,LC4超硬铝的腐蚀电流密度比基体降低几个数量级,腐蚀电位上升,耐腐蚀性能得到很大提高,但膜超过一定厚度时腐蚀电流密度反而有所升高.较厚的微弧氧化膜大幅度降低了LC4/Cu电偶对的电偶电流,电偶电位正向移动.     

铝合金 TIG 焊接接头喷射式微弧氧化腐蚀疲劳性能研究

目的研究铝合金TIG焊接接头经喷射式微弧氧化后对腐蚀条件下疲劳寿命的影响,为延长焊接接头的使用寿命提供一种有效的方法。方法采用TIG焊对5083铝合金进行焊接,观察焊接接头的组织结构,测试焊接接头的显微硬度距焊缝中心的分布情况;通过喷射式微弧氧化方法处理焊接接头,考察陶瓷层的生长曲线和截面纳米硬度;在最大载荷量为7,8,9 k N的条件下,分别对微弧氧化处理与未处理的焊接试样预腐蚀168 h后进行等幅拉伸疲劳实验,对比两种试样拉断时的循环次数。结果铝合金焊接接头呈现不均匀性,微弧氧化后接头陶瓷层均一性较好;陶瓷层厚度增长呈现先快后慢的趋势,表面粗糙度与厚度相关,呈近似线性增长;7,8,9 k N的载荷下,未处理的焊接接头相比于喷射式微弧氧化的接头,疲劳寿命分别降低50.7%,58.3%,64.9%。结论采用喷射式微弧氧化处理可改善铝合金TIG焊接接头的表面状态,阻隔外界腐蚀介质对焊接基体的侵蚀,提高其在预腐蚀和交变应力条件下的疲劳寿命,延长结构零件的使用寿命。     

20% Al2O3-SiO2(sf)/AZ91D镁基复合材料微弧氧化陶瓷层电化学腐蚀性能

在磷酸盐体系电解液中,对20%(体积分数)硅酸铝短纤维(Al2O3-SiO2)增强AZ91D镁基复合材料进行微弧氧化表面处理获得陶瓷层。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)仪分析陶瓷层的表面形貌、截面组织和相组成,采用动电位极化和电化学阻抗谱(EIS)测试评价微弧氧化陶瓷层的电化学腐蚀性能。结果表明,该陶瓷层主要由MgO和MgAl2O4相组成。陶瓷层的腐蚀电流密度比镁基复合材料基体低3个数量级,电化学阻抗大幅升高,耐腐蚀性能明显高于复合材料基体     

PREPARATION OF MICROARC OXIDATION COATING ON (Al2O3-SiO2)sf/AZ91D MAGNESIUM MATRIX COMPOSITE AND ITS ELECTROCHEMICAL IMPEDANCE SPECTROSCOPIC ANALYSIS\par

在硅酸盐电解液体系中, 采用交流微弧氧化方法在增强体体积分数为33%的 (Al₂O₃-SiO₂)_sf/AZ91D镁基复合材料表面制备出完整的保护性氧化膜. 利用SEM, EDS和XRD分析了氧化膜的形貌、成分和相组成, 测量了膜层的显微硬度分布. 采用电化学阻抗谱(EIS)评价了微弧氧化表面处理前后复合材料的电化学腐蚀性能, 确立了不同浸泡时间对应的等效电路. 结果表明, 微弧氧化膜主要由MgO和Mg₂SiO₄相组成, 最大硬度达到1017 HV. 氧化膜电化学阻抗模值|Z|与镁合金基体相比大幅度提高, 耐腐蚀性能明显高于基体. 在3.5%NaCl溶液里浸泡96 h后, EIS出现感抗弧, 显示膜内部开始出现点蚀破坏. 氧化膜耐蚀性由膜内致密层特性所决定.     

AZ31镁合金搅拌摩擦焊焊缝电化学性能的分析

试验的样品为3 mm厚挤压态AZ31镁合金,采用搅拌摩擦焊接工艺对焊而成.通过静态失重法、动电位极化曲线以及交流阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)测试,研究了室温下浓度5%(质量分数)NaCl溶液中AZ31镁合金搅拌摩擦焊焊缝和母材的电化学行为.结果表明,在室温腐蚀介质中通过静态失重法测得AZ31镁合金母材和焊缝在168 h后的平均腐蚀速率分别为0.154和0.135 g/(m2·h),通过动电位极化曲线及交流阻抗谱(EIS)测得AZ31镁合金母材和焊缝的腐蚀电流分别为0.001 63和0.000 45 A/cm2,极化电阻分别为9.553和12.61Ω/cm2.AZ31镁合金搅拌摩擦焊焊缝的抗腐蚀性能优于其母材的表现.     

中性盐雾下7075铝合金搅拌摩擦焊焊缝的腐蚀行为

用金相和透射电镜对包铝的7075铝合金搅拌摩擦焊接头组织和微结构进行分析,用中性连续盐雾试验研究焊缝表面的腐蚀行为,并观察焊缝宏观和微观腐蚀形貌。研究结果表明：焊缝区的晶粒和第二相粒子得到明显细化,在焊缝表面的第二相粒子分布不均匀;搅拌摩擦焊焊缝区耐蚀性比包铝的母材低。腐蚀首先从局部点蚀和晶间腐蚀开始,最终演变为剥落腐蚀。