石墨对TA7钛合金微弧氧化涂层组织结构及摩擦磨损行为的影响

为提高TA7钛合金耐磨损关键服役性能,在钛合金表面制备微弧氧化陶瓷涂层。通过厚度、粗糙度、显微硬度测量、X射线衍射、场发射扫描电镜观察、能谱分析、摩擦学性能检测等手段研究了石墨对微弧氧化涂层组织结构及摩擦学行为的影响机制。结果表明:基础电解液中加入石墨颗粒能够显著提高TA7钛合金微弧氧化涂层的厚度,降低微弧氧化涂层的表面粗糙度和显微硬度,且随着石墨浓度的升高,微弧氧化涂层的厚度增大,表面粗糙度和显微硬度减小;微弧氧化涂层降低了TA7钛合金的摩擦系数,显著改善了合金的耐磨性能;石墨颗粒的加入进一步降低了微弧氧化涂层的摩擦系数,当石墨浓度为3 g/L时,涂层摩擦系数保持在0.15以下,表现出良好的减摩特性。     

纳米BN颗粒对7075铝合金微弧氧化膜结构及耐磨性能的影响

为提高7075铝合金表面的耐磨性能，在掺杂纳米BN颗粒的电解质溶液中通过微弧氧化技术构筑铝合金表面硬质陶瓷涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、光电子能谱仪(XPS)、粗糙度仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机等表征方法，研究了加入纳米BN颗粒对微弧氧化过程起弧电压及涂层的表面形貌、孔隙率、物相组成、厚度、粗糙度、显微硬度、摩擦磨损性能的影响。结果表明：涂层主要由α-Al₂O₃相和γ-Al₂O₃相组成；纳米BN颗粒提高了起弧电压，增加了涂层的厚度、粗糙度、硬度；当添加0.3 g/L纳米BN颗粒时，所得微弧氧化涂层的综合性能最佳。此时涂层中的微孔数量少、孔径小，致密度高，其表面孔隙率从未添加的6.617%降到3.518%;硬度达到最高值916.7 HV_{10 N},厚度20μm,粗糙度2.38μm;摩擦系数降低至0.7,磨损率降低至7.84×10^-5 mm³/(N·m)。     

电解液中添加钛纳米颗粒对AZ91D镁合金表面微弧氧化膜性能的影响研究

在磷酸盐电解液中，通过添加钛纳米颗粒在AZ91D表面制备了含钛的微弧氧化膜，研究了电解液中钛纳米颗粒浓度对膜层形貌、组成及性能的影响。利用扫描电子显微镜、能量色散谱仪、X射线衍射仪、X射线光电子能谱表征微弧氧化膜层的形貌及组成；利用电化学工作站评价了膜层的耐腐蚀性，利用分光光度计测试了膜层的光吸收性能。结果表明：加入到电解液中的钛纳米颗粒对微弧氧化电压变化影响不大。但加入的钛纳米颗粒可以在微弧氧化膜中生成Mg₂TiO₄,随着钛纳米颗粒浓度增加，膜层表面较小的微孔先减少后增加，耐腐蚀性先提高后降低。随着钛纳米颗粒浓度的增加，膜层颜色由淡灰色变为浅蓝色再变为深蓝色，对模拟太阳光的反射率逐渐降低。     

KOH／K2ZrF6对TC4钛合金微弧氧化膜层形貌和结合强度的影响

研究电解液中添加KOH及K₂ZrF₆对TC4钛合金微弧氧化膜层形貌及结合强度的影响。选用硅酸盐-磷酸盐复合盐为主盐,添加甘油作为辅助试剂,分别配制两种均不添加、只添加KOH、只添加K₂ZrF₆和两种物质均添加的4种电解液对TC4钛合金进行微弧氧化处理。通过膜层厚度、膜层表面粗糙度、膜层硬度、膜层与基体的结合强度等检测,对比分析不同膜层的综合性能,并通过扫描电子显微镜、能谱仪及X射线衍射仪等对膜层物相进行对比分析。结果表明:在硅酸盐-磷酸盐复合盐为主盐的电解液中,氧化30 min后,添加KOH试剂使微弧氧化反应起弧电压从350 V降低至300 V,膜层表面粗糙度Ra为1.66μm,结合强度为29 MPa,膜层硬度866HV,厚度19μm。添加K₂ZrF₆试剂使微弧氧化的起弧电压提高至380 V,膜层表面粗糙度Ra为2.47μm,结合强度为18 MPa,膜层硬度992HV,厚度为26μm,同时,氧化反应生成ZrO₂,可大幅提高膜层硬度。添加KOH和K₂ZrF₆试剂可以影响微弧氧化反应起弧电压及工作电压,进而影响膜层的组织形貌,从而改善膜层的表面粗糙度和厚度以及结合强度,硬度等性能。     

镁合金微弧氧化电解液中纳米SiC添加量对膜组织结构和摩擦磨损性能的影响

为了改善镁合金微弧氧化膜的性能,在Na₂SiO₃-NaAlO₂复合电解液中添加不同含量的纳米SiC对AM50镁合金进行微弧氧化。利用膜层测厚仪、共聚焦激光显微镜（CLSM）、扫描电镜（SEM）、能谱仪分别研究膜的厚度、表面粗糙度、微观形貌和元素分布,采用摩擦磨损试验机对镁合金微弧氧化前后的干滑动磨损行为进行了研究,测量摩擦系数和磨损速率,运用SEM和CLSM对磨损后的形貌进行观察,并用能谱仪分析成分。结果表明:随电解液中纳米SiC含量的增加,微弧氧化膜的厚度和表面粗糙度均增大,颜色加深,膜层的摩擦系数和磨损速率均呈现先减小后增大的趋势;当SiC含量为6g/L时氧化膜的摩擦系数最小、磨损速率最低,耐磨性能较好。     

TC4合金微弧氧化涂层的组织结构与高温氧化行为研究

为了提高TC4合金的高温抗氧化性能,采用微弧氧化方法在NaAlO₂+Na₃PO₄电解液体系中,于钛合金表面制备抗氧化陶瓷涂层。通过XRD、SEM、EDS等方法,表征涂层的相组成和微观结构,用纳米压痕仪测试涂层硬度与弹性模量,并研究了微弧氧化涂层的抗高温氧化及抗热震性能。结果表明：微弧氧化涂层表面多孔,涂层以Al₂TiO₅和金红石型TiO₂相为主。微弧氧化涂层的纳米硬度为(7.8±0.6) GPa,显著高于TC4合金[(4.0±0.2) GPa]。微弧氧化涂层在700℃循环氧化80 h后,单位面积增重仅0.73 mg/cm²,远小于TC4合金的增重(20 mg/cm²),表现出良好的高温抗氧化性能。经700℃热冲击25次后,涂层未出现剥落现象,展现出良好的抗热震性能。由此可见,微弧氧化涂层能有效阻止氧的扩散,显著降低了钛合金基体的氧化速率,改善了钛合金的抗高温氧化性能。     

SiC添加量对建筑用7075铝合金表面微弧氧化膜性能的影响

为了分析微弧氧化膜层组织性能与SiC微粉含量之间的关系,实验测试研究SiC添加量对用7075铝合金表面微弧氧化膜性能的影响。研究结果表明:当氧化时间延长,电压先迅速升高,后趋于稳定;当加入更高含量的SiC颗粒会引起电阻的增大,电压的升高,促进微弧氧化膜更快生长;当SiC加入量提高后,形成了更大的放电孔尺寸,膜层的粗糙度也显著提高;在膜层表面存在大量的烧结块,在后续膜层冷却过程中还会生成许多放电微孔。随着SiC微粉加入量由逐渐提高到4 g/L时,形成了更厚的膜层。通过分析不同氧化电压与膜层的厚度可知,加入SiC微粉能够更快实现成膜反应。发生微弧放电时,SiC颗粒已经可以发生氧化反应,引起膜层硬度的明显增大。     

TC4钛合金微弧氧化复合陶瓷膜制备及耐磨性能研究

采用微弧氧化技术,通过向电解液中分别添加不同的陶瓷颗粒(SiC、SiO2),在TC4钛合金表面制备复合陶瓷膜。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD),MMA-1万能摩擦磨损实验机研究了不同的陶瓷颗粒对膜层微观组织结构、元素分布特征、相组成和耐磨性能的影响。结果表明,在电解液中添加陶瓷颗粒都能使膜层表面变得致密平整且膜层的厚度增加。陶瓷颗粒能够进入氧化层中,但并不发生相变反应。SiC和SiO2颗粒能显著提高膜层耐磨性能。     

纳米TiO_2添加剂对ZL101A铝合金微弧氧化膜耐蚀性能的影响

目前,关于纳米TiO_2含量对铝合金微弧氧化膜耐蚀性的影响报道较少。在硅酸盐电解液中加入不同浓度纳米TiO_2,在ZL101A铝合金表面制备微弧氧化膜。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电化学极化曲线及交流阻抗等,研究了纳米TiO_2浓度对微弧氧化膜耐蚀性能的影响。结果表明:纳米TiO_2进入到微弧氧化膜中,膜层表面变得更加致密;随着纳米TiO_2浓度的增加,膜层在3.5%Na Cl溶液中的腐蚀电流密度不断减小,交流阻抗不断增大,膜层的耐蚀性明显提高;综合考虑形貌和耐蚀性,本工作中纳米TiO_2最佳浓度为20 g/L。     

纳米Nd2O3对TC11钛合金微弧氧化层耐磨性及高温抗氧化性能的影响

为了提高TC11钛合金耐磨性及高温抗氧化性，通过添加不同浓度Nd₂O₃颗粒制备了Nd₂O₃颗粒掺杂的微弧氧化层。采用扫描电镜、X射线衍射仪等研究了Nd₂O₃浓度对TC11钛合金表面微弧氧化层微观结构、物相组成的影响，并评价了涂层的耐磨性与高温抗氧化性能。结果表明：添加Nd₂O₃颗粒后，膜层表面的微孔数量减少，膜层物相以金红石型TiO₂和锐钛矿型TiO₂为主，随着Nd₂O₃浓度的增加，Nd元素在膜层中的含量逐渐增加，膜层厚度先增大后减小；在Nd₂O₃浓度为1 g/L时，所制备的微弧氧化层综合性能最佳，膜层平均厚度8.68μm,磨损失重0.43 mg,磨痕宽度598.04μm,高温氧化增重0.139 mg/cm²。与TC11钛合金基体和未添加Nd₂     

氧气流量对LY12铝合金微弧氧化膜致密性的影响

通过调整工艺参数与氧气流量在LY12铝合金表面获得均匀、致密的微弧氧化膜层。利用SEM、XRD及电化学工作站等研究膜层的厚度、微观形貌、相组成以及耐腐蚀性能,讨论通氧微弧氧化作用机制,并分析氧气流量对膜层致密性的影响。结果表明:膜层厚度随电压、氧化时间和电解液组分浓度的增加呈规律性变化;氧气的助烧结作用能促进致密层的生长,随着氧气流量的增加,致密层厚度呈现先增加后减小的规律;KF 105g/L,KOH 85g/L,NaAlO_2 12g/L,电压110V,氧化时间15min,氧气流量为0.010L/s时得到厚度30μm的致密膜层,自腐蚀电位提高至-0.11V,腐蚀电流密度下降至2.1×10^-6A/cm^2,比铝合金基体降低2个数量级以上,表现出良好的耐腐蚀性。     

AZ51镁合金交流微弧氧化膜层厚度的研究

在氢氧化钾和氟化钾组成的电解液中,采用交流微弧氧化处理技术对AZ51镁合金进行表面处理.研究了处理参数对陶瓷氧化膜层厚度的影响,确定了膜层的组织构成.结果表明:KOH浓度在300~400 g/L时,膜层厚度几乎随着KOH浓度的增加呈线性增长;KF浓度在400~1 000 g/L,膜层厚度增加最快;电压处于50~80 V时,能够促进膜层的快速生长;当电解液温度在20~70℃,随着电解液温度的升高,膜层厚度逐渐增加;膜层厚度随处理时间延长快速增长,超过100 s后趋于平缓.膜层主要由氟化镁和氧化镁组成,致密膜层的最大平均厚度约为30μm,膜层厚度超过30μm后,膜层将出现"沙化层".     

Bioactive Ca–P coating with self-sealing structure on pure magnesium

Bioactive coatings containing Ca and P with self-sealing structures were fabricated on the surface of pure magnesium using micro-arc oxidation technique (MAO) in a specific calcium hydroxide based electrolyte system. Coatings were prepared at three applied voltages, i.e. 360, 410 and 450 V, and the morphology, chemical composition, corrosion resistance and the degradation properties in Hank’s solution of the MAO-coated samples with three different applied voltages were investigated. It was found that all the three coatings showed similar surface morphologies that the majority of micro-pores were filled with compound particles. Both the porous structures and the compound particles were found to contain consistent chemical compositions which were mainly composed of O, Mg, F, Ca and P. Electrochemical tests showed a significant increase in corrosion resistance for the three coatings, meanwhile the coating obtained at 450 V exhibited the superior corrosion resistance owing to the largest coating thickness. The long term immersion tests in Hank’s solution also revealed an effective reduction in corrosion rate for the MAO coated samples, and the pH values of the coated samples always maintained a lower level. Besides, all the three coatings were subjected to a mild and uniform degradation, while the coating obtained at 360 V showed a relatively obvious degradation characteristic and appreciable Ca and P contents on the surfaces of the three coatings were observed after immersion in Hank’s solution. The results of the present study confirmed that the MAO coatings containing bioactive Ca and P elements with self-sealing structures could significantly enhance the corrosion resistance of magnesium substrate in Hanks’ solution with great potential for medical application.     

Effects of Current Density on the Microstructure and the Corrosion Resistance of Alumina Coatings Embedded with SiC Nano-particles Produced by Micro-arc Oxidation

To improve the surface corrosion resistance of the alumina films fabricated by micro-arc oxidation (MAO),Al2O3 coatings at different current densities (5,7 and 10 A/dm 2) were produced on aluminum alloys by adding SiC nano-particles into electrolyte during MAO process.The morphology and phase composition of the coatings were investigated by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD),respectively.Furthermore,the corrosion performance of the coatings was evaluated via a three-electrode sys...     

钛合金表面硅酸盐和铝酸盐超声波辅助微弧氧化膜的性能

为了改善钛合金硅酸盐和铝酸盐工作液微弧氧化膜的性能,采用超声波辅助(UA)进行了微弧氧化。分别用硅酸盐和铝酸盐体系工作液在Ti-6Al-4V钛合金表面制备了Al-UA-MAO和Si-UA-MAO膜,研究了各氧化膜的性能。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及磨损、耐腐蚀试验机,对各氧化膜的物相、表面形貌、耐磨及耐腐蚀性能进行了测量和分析。结果表明:本复合工艺可降低微弧放电电压,尤其是硅酸盐体系降低程度更大;在硅酸盐体系工作液中,UA-MAO复合工艺能够更有效地增强氧化膜的密封性、致密性和光整度,其耐磨性较无超声波辅助工艺提高近50%。     

SiCP/AZ31镁基复合材料微弧氧化膜结构与性能分析

采用微弧氧化表面处理技术在SiC颗粒增强AZ31镁基复合材料表面制备保护性陶瓷膜.分析了陶瓷膜的表面形貌、截面组织和相组成,并测量了膜层的硬度、热震和电化学腐蚀特性.结果表明,陶瓷膜由MgO、Mg₂SiO₄和少量同电解液组成元素相关的相所组成,膜内还残留少量SiC_P增强体.膜层的最高硬度可达到HV800,比复合材料基体提高五倍以上.经过100次热循环(500℃→水淬)后膜层与复合材料结合良好,显示该膜层有较好的抗热震性能.微弧氧化处理后,SiC_P/AZ31镁基复合材料的抗腐蚀能力得到较大提高.     

铝基复合材料微弧氧化陶瓷膜的组成与性能

微弧氧化是一种利用液相介质中阳极表面产生的等离子体放电合成氧化物陶瓷膜的技术. 本文利用微弧氧化技术在铝基复合材料表面制备了氧化铝陶瓷膜. XRD和SEM分析结果显 示, 陶瓷膜由α-Al₂O₃、γ-Al₂O₃和ε -Al₂O₃组成, 与基体结合效果好, 陶瓷膜表面存在大量类似火山口的等离子体放电产物, 说明陶瓷膜是 沿着放电通道生长. 陶瓷膜的最高硬度可达21GPa, 分布在距界面12μm附近; 恒电位极化实验结果显示, 经微弧氧化后的铝基复合材料拥有非常好的耐腐蚀性能.     

电解液组分浓度对ZK60镁合金微弧氧化膜的影响

采用酸性电解液微弧氧化,对环境有污染.为此,采用环保型的Na2SiO3-NaOH碱性电解液体系对ZK60镁合金进行了微弧氧化,研究了电解液组分浓度对微弧氧化膜耐腐蚀性的影响.结果表明:电解液中NaOH浓度越低,微弧氧化膜层的耐蚀性越好,粗糙度越小,成膜越均匀;随着Na2SiO3浓度增加,微弧氧化膜厚度增加,腐蚀电流变小,耐蚀性提高.     

电解液中Na_2WO_4对Ti_2AlNb微弧氧化膜结构及摩擦磨损性能的影响

选取硅酸盐/磷酸盐体系在Ti_2AlNb表面制备微弧氧化陶瓷膜,利用SEM,XRD,XPS等研究了电解液中Na_2WO_4对氧化膜生长过程、微观结构及成分的影响,同时评价了Ti_2AlNb微弧氧化膜的摩擦磨损行为。结果表明:硅酸盐/磷酸盐电解液中,氧化膜生长速率仅为0.08μm/min,膜层较疏松,表面存在大孔相连的"网状"结构,主要相组成为金红石TiO_2、锐钛矿TiO_2、Al_2O_3及Nb_2O_5。电解液中加入Na_2WO_4,缩短了Ti_2AlNb合金的起弧时间、提高了氧化膜的生长速率、改善了膜层均匀性,同时在膜层中引入了少量WO_3。此外,在Na_2WO_4参与下制备的微弧氧化膜的耐磨性更好。与Si_3N_4对磨时,Ti_2AlNb合金发生严重的磨粒磨损,摩擦因数高达0.5~0.7;含4g/L Na_2WO_4电解液中制备的Ti_2AlNb微弧氧化膜的摩擦因数、比磨损率分别为0.24及6.2×10~(-4) mm~3/(N·m),表面仅出现"鱼鳞状"疲劳磨损特征。     

镁合金蓝色微弧氧化膜的制备及其耐蚀性能

过去,将微孤氧化着色用于材料装饰的研究较少。采用微孤氧化技术在ZM5镁合金表面制备了蓝色的微弧氧化层,研究了主盐Na2SiO3、着色剂CoSO4浓度和氧化时间对蓝色膜层的影响。结果表明：在70g／LNa2SiO3,2g／LCoSO4,电压440V,氧化时间20min条件下,能够获得膜层厚度为82μm的致密蓝色微弧氧化膜...