镁合金表面微弧氧化-SiO2复合膜层的微观结构和耐蚀性

采用有机醇盐水解法制备SiO2溶胶,用浸溃-提拉制膜技术在AZ31B镁合金微弧氧化陶瓷层表面制备SiO2膜层,研究了镁合金表面微弧氧化-SiO2复合膜层的微观结构和耐蚀性.结果表明:SiO2溶胶进入微弧氧化陶瓷层表面的微孔并形成了SiO2膜层;由微弧氧化陶瓷层和SiO2膜层组成的复合膜层的腐蚀电位比单一陶瓷层明显提高,...     

铝、镁合金微弧氧化技术研究进展

综述了微弧氧化技术的基本原理,介绍了铝、镁合金微弧氧化陶瓷层的组织结构和性能,总结和分析了不同工艺参数如电压、电流密度、氧化时间等对陶瓷层性能的影响规律,并对槽液体系如酸碱度、添加剂种类及溶液电导率等对微弧氧化陶瓷层性能的影响进行了介绍,同时对该技术的工艺优点、存在问题进行了简述,并提出了在微弧氧化技术研究开发时应注意的问题,即加强微弧氧化技术基础理论的研究,促进微弧氧化技术的工业化应用.     

SiC复合微弧氧化陶瓷层制备及其摩擦学性能

通过在电解液中添加SiC纳米颗粒的方法,利用微弧氧化技术在ZL109铝合金上制备复合陶瓷层,研究SiC复合微弧氧化陶瓷层的微观结构和摩擦学性能。研究结果显示,SiC纳米颗粒进入到微弧氧化陶瓷层中形成了复合陶瓷层,复合陶瓷层主要由α-Al2O3、γ-Al2O3和SiC三相组成;与普通的微弧氧化陶瓷层相比,SiC复合陶瓷层的表面更加平整,硬度提高了20.4%;SiC复合陶瓷层在高速往复式摩擦磨损实验中的摩擦系数降低了22%、磨痕宽度减小了34.7%。分析表明,复合陶瓷层硬度的提高和导热性的增强是改善摩擦磨损性能的主要原因。     

微弧氧化及硬质阳极氧化对7050铝合金表面氧化膜层的影响

为了比较微弧氧化和硬质阳极氧化对铝合金表面性能的影响,对7050铝合金试样分别进行微弧氧化及硬质阳极氧化处理,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显微硬度计等分析了7050铝合金微弧氧化陶瓷层与硬质阳极氧化陶瓷层的物相组成、显微组织及显微硬度,并用摩擦磨损试验机对微弧氧化陶瓷层与硬质阳极氧化陶瓷层进行磨损性能研究。结果表明:微弧氧化陶瓷层的磨痕深度小于硬质阳极氧化陶瓷层的磨痕深度,而微弧氧化陶瓷层的平均磨损失重大于硬质阳极氧化陶瓷层的平均磨损失重,这是因为微弧氧化陶瓷层主要由Al、α?Al2O3、γ?Al2O3相组成,其密度较大,而硬质阳极氧化陶瓷层主要由非晶Al2O3组成,其密度较小。因此,在相同条件下通过Tabel摩擦磨损试验来比较微弧氧化陶瓷层与硬质氧化膜层的耐磨性时,应以相同条件下,相同磨损转数时,由剩余膜层的厚度来衡量。     

纳米SiO2添加剂对镁合金微弧氧化陶瓷层组织结构及耐蚀性的影响

为了改善AZ31B镁合金微弧氧化陶瓷层表面疏松状况,提高其耐腐蚀性能,在其电解液中添加纳米SiO2粉末制备了微弧氧化陶瓷层.采用测厚仪、扫描电镜(SEM)、能谱仪、X射线衍射仪(XRD)、极化曲线、交流阻抗及盐雾腐蚀试验研究了纳米SiO2添加剂对微弧氧化陶瓷层的组织结构及耐腐蚀性能的影响.结果表明:纳米SiO2粉末在微弧氧化过程中能够进入陶瓷层,使得陶瓷层表面孔洞数量减少,致密度提高;纳米SiO2的添加使陶瓷层的腐蚀电流密度减小,阻抗增加,盐雾腐蚀增重减小,耐蚀性得到提高.     

微弧氧化和阳极氧化处理镁合金的耐蚀性对比

通过电化学分析测量镁合金微弧氧化陶瓷层和阳极氧化陶瓷层的交流阻抗图谱，稳态电流／电位曲线，并对得出的交流阻抗值和腐蚀电流进行比较，结果表明，与阳极氧化处理比较，镁合金经营微弧氧化处理后交流阻抗值增大，腐蚀电流降低，微弧氧化陶瓷层特有的微观结构是其耐蚀性显著提高的主要原因。     

镁合金微弧氧化/空气喷涂复合膜层的耐盐雾腐蚀性能

为了进一步提高AZ31B镁合金的耐腐蚀性,在Na2SiO3电解液体系中,通过微弧氧化直流脉冲电源在其表面制备了微弧氧化膜,再在微弧氧化膜层上喷涂纳米陶瓷涂料层.利用盐雾腐蚀试验研究了微弧氧/涂料复合膜层的耐腐蚀性,采用SEM、XRD等研究了复合膜的组成和结构.结果表明:复合膜层表面均匀,其耐腐蚀性明显高于微弧氧化膜层,...     

LY12铝合金微弧氧化陶瓷层的电化学腐蚀行为

为了系统了解微弧氧化电参数对铝合金微弧氧化膜耐蚀性的影响,采用自制的设备以恒流法在硅酸盐系电解液中对LY12铝合金进行微弧氧化处理.研究了频率、占空比、时间等参数对铝合金微弧氧化陶瓷层电化学腐蚀行为的影响.用扫描电镜(SEM)和电化学工作站等手段,分析了不同能量参数制备的陶瓷层的微观结构及耐蚀性.结果表明:随着频率增加...     

溶液电导率对镁合金微弧氧化的影响

为了进一步说明溶液体系的作用机理、监控方法对参量的保护及微弧氧化的稳定性,在硅酸盐与磷酸盐溶液体系中,研究了MB8镁合金微弧氧化处理的起弧电压,所生成的陶瓷层厚度及孔隙率与溶液电导率的关系.用扫描电镜和盐雾腐蚀试验等方法,分析了不同电导率溶液中所生成的陶瓷层微观结构及耐蚀性.结果表明:随溶液电导率的增大,发生微弧氧化现象的起弧电压减小,微弧氧化陶瓷层厚度表现出近似线性增长,陶瓷层的孔隙率逐渐增大;陶瓷层的耐蚀性随电导率的增大表现出先增后减的变化趋势,在溶液电导率为5～6(Ω*m)-1 时,陶瓷层的耐蚀性最好.     

纯钛材微弧氧化电参数对陶瓷层组织结构的影响

以往就纯钛材表面微弧氧化陶瓷层表面积对提供羟基磷灰石生长条件的研究不多,为此,在Na2HPO4电解液中,采用微弧氧化法在纯钛材表面制得多孔结构的二氧化钛陶瓷层.研究了正向电压、频率对微弧氧化陶瓷层组织结构的影响.结果表明,随正向电压升高,膜厚增加,孔径增大,表面变得粗糙;随频率的增加,膜层表面变得光滑,孔径减小,膜厚减...     

钛合金表面微弧氧化技术的研究

微弧氧化是一项在有色金属表面原位生长陶瓷膜的新技术,利用该技术可在钛合金表面生成耐磨、耐蚀、耐高温以及电绝缘性能优异的陶瓷膜层.介绍了微弧氧化技术的基本原理、钛合金微弧氧化的发展及现状,并提出了钛合金表面微弧氧化技术发展的新思路.     

微弧氧化处理对钛铌合金力学及摩擦磨损性能的影响

采用微弧氧化的方法于磷酸盐电解液中在二元β型TiNbx(x=5,10,15,20,25)合金表面制备了微弧氧化涂层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)表征各合金表面微弧氧化涂层的物相组成和微观形貌。采用纳米压痕仪、球-盘摩擦磨损实验仪分析了微弧氧化处理对钛铌合金力学性能、耐磨性的影响。结果表明,通过微弧氧化处理可以有效的在各基体表面制备出氧化涂层,表面微孔数目及大小无明显差别,拥有相似的致密度,氧化涂层主要由TiO₂相组成。随着基体Nb含量的增加,各基体表面微弧氧化涂层的硬度值与弹性模量表现出相同的变化趋势,Ti-15Nb合金表面微弧氧化涂层的硬度值和弹性模量值最大。经过微弧氧化处理后,Ti-5Nb和Ti-15Nb表面摩擦系数与基体相近,并无减摩效果;Ti-10Nb、Ti-20Nb和Ti-25Nb表面摩擦系数下降了55%以上,主要磨损机制由磨粒磨损变为粘着磨损,改善了合金的耐磨性能。     

TA2纯钛微弧氧化陶瓷膜层的颜色和性能

在添加乙酸铜、乙酸镁的磷酸-氟锆酸钾电解液中对纯钛TA2基体进行微弧氧化处理,制备出颜色均匀的浅棕色陶瓷膜层。通过X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微分析(SEM)及附带的能谱(EDS),研究了陶瓷膜的表面和截面形貌、元素分布、相组成;用分光光度计测量了膜层的颜色,根据热震试验和三点弯曲法评价了膜层与基体的结合强度。结果表明:随着微弧氧化时间的延长,膜层中铜镁元素的含量增加,膜层的颜色随之发生变化,膜层与基体的结合强度降低。热震实验结果表明,膜层与基体有较高的结合强度。     

纯钛表面微弧氧化膜纳米压入法研究

微弧氧化是一项较新的等离子体化学-电化学成膜技术，硬度和弹性模量是膜的基本微区力学性能。采用交流微弧氧化方法的铝酸盐溶液中在TA2纯钛表面制备出较厚的氧化膜，利用纳米压入法测定了膜的硬度和弹性膜量，并探讨了微弧放电对氧化膜相组成和性能的影响。研究结果表明：膜的显微硬度和弹性模量分布有相似的变化规律，从膜表层到膜内部，硬度和弹性模量逐渐增加，并在内层膜达到最大值，分别为9.78GPa和176GPa，比钛基体高的多；膜不同浓度处TiO2金红石和TiAl2O5相的相对含量变化决定了硬度和弹性模量的分布。     

Preparation of Metallurgical Ceramic Coatings on Steel Using a Combined Technique

Micro-arc oxidation (MAO) is a novel surface technique for producing ceramic coatings on valve metals and their alloys. But this promising technique can not be used to steel directly. In this paper metallurgically wedded ceramic coatings was prepared on steel surface with a combined method of arc spraying and microarc oxidation for the first time. The results show that, adhesive strength of the arc spraying aluminum coatings to steel substrate was enhanced after induction remelting, and a metallurgically wedded region was formed between arc spraying coatings and steel substrate. After MAO, ceramic coatings was formed on aluminum coatings, and the ceramic coatings is mainly composed of α-Al2 O3 ,γ-Al2 O3 , θ-Al2 O3 and a little amorphous phase.     

Improvement of structural and mechanical properties of alumina coatings by incorporation of TiO2 and α-Al2O3 nanoadditives

Abstract

Alumina coatings embedded with different nanoadditives were fabricated on aluminium alloy by microarc oxidation (MAO). Incorporation of nanograins into the prepared coatings was accomplished by dispersing nanoadditives into different electrolytes during the MAO process. Our results show that nanograins are successfully embedded in the ceramic coatings, and the embedded coatings are compact and have lower porosity. The mechanical properties of the nanograin embedded coatings such as hardness, adhesion and wear resistance are consequently improved, and the samples prepared in aluminate electrolyte with α-Al₂O₃ nanoadditive have better mechanical properties than those prepared in other electrolytes. Our results also show that the mechanical properties of MAO coatings are closely related to the surface structure. The introduction mechanism of nanograins into the ceramic coatings resulted from the reactions occurring in the microarc discharge channels such as diffusion and electrophoresis, which is believed to improve the structure of the prepared coatings.     

铝合金微弧氧化陶瓷层微观形貌与力学性能的不均匀性

利用直流脉冲微弧氧化电源于硅酸盐系电解液中对尺寸为200mm×200mm×1mm的LY12铝合金样品进行表面处理,采用扫描探针显微镜和纳米金刚石压头观察并测定了样品表面中心区域和边缘区域陶瓷层的微观形貌、弹性模量、硬度及抗擦伤性能的差异。结果表明:铝合金微弧氧化陶瓷层的弹性模量和硬度平均值不仅较Al2O3的理论值有较大差距,且样品平面内陶瓷层的形貌和性能也不均匀,中心区域陶瓷层的微孔密度大而孔径小,同时陶瓷层的厚度、弹性模量、硬度以及临界载荷平均值分别较边缘区域减小约25.0%、27.7%、25.6%和8.50%。     

等离子体微弧氧化技术及其发展

等离子体微弧氧化技术是一种直接在有色金属表面原位生长陶瓷膜层的材料表面改性技术.详细介绍了等离子体微弧氧化技术的发展历史和研究现状,以及应用微弧氧化技术制备陶瓷膜的基本原理和制备方法,对微弧氧化技术的特点及应用进行了总结,并阐述了微弧氧化技术的研究动态和存在的问题.     

Effects of nano-Fe2O3 powder on thermal emission property of microarc oxidation coating on titanium alloy

Abstract

A ceramic coating was formed on the titanium alloy by microarc oxidation in an electrolyte containing nano-Fe₂O₃, emulsifier OP-10 and sodium phosphate. The composition, surface and cross-sectional morphology and the element compositions of the coatings were characterised by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray analysis system. The spectral emissivity of the coatings was measured by a Fourier transform spectrometer apparatus. The bonding strength between the coating and the titanium alloy was studied by tensile strength test. The thermal shock resistance of the coatings was also evaluated. The results showed that nano-Fe₂O₃ was incorporated into the coating, and the coating had high emission at the wavelength range of 3–20 μm. The bonding strength was 33·2 MPa, and after being subjected to severe thermal shocking for 50 cycles, little peeling-off of the coating occurred.     

2219铝合金搅拌摩擦焊接头微观组织对微弧氧化膜生长的影响

采用微弧氧化方法在硅酸盐电解液里在2219铝合金搅拌摩擦焊接头表面均匀生长一层50 μm陶瓷膜, 分析了铝合金基体和焊缝区陶瓷膜的形貌、相组成和显微硬度分布, 探讨了合金显微组织和微弧氧化膜生长过程的相互影响. 结果表明, 铝合金显微组织对微弧氧化膜的生长影响较小, 铝合金基体和焊缝区的微弧氧化膜特性几乎相同, 陶瓷膜都是由α-Al₂O₃、γ-Al₂O₃和莫来石(3Al₂O₃·2SiO₂)相组成; 不同区域膜层的显微硬度相等, 其平均硬度约为HV 1500. 另外, 微弧放电高温过程对膜/基界面附近的铝合金显微组织没有影响.