电流密度对镁合金微弧氧化膜层性能的影响

在电流密度分别为3、6、9、12A/dm2时,用微弧氧化的方法在碱性电解液体系中制备了镁合金微弧氧化膜,考察了不同电流密度对生成的氧化膜层厚度、硬度的影响规律;用XRD分析了氧化膜层的相结构;并采用NaCl溶液浸泡试验和中性盐雾试验,考察了氧化膜的耐蚀性能.结果显示：随着电流密度的增大,膜层的厚度、硬度均呈增加的趋势;陶瓷层主要由MgO、Mg2SiO4和非晶相组成;得到的氧化膜层具有优良的耐蚀性能.     

电流密度对铝合金NH_4VO_3改性微弧氧化膜特性的影响

在NH4VO3添加量为1 g/L的Na2Si O3溶液中对ZL108铝合金进行了微弧氧化处理,研究了电流密度对NH4VO3改性微弧氧化膜特性的影响。利用扫描电镜观察了微弧氧化膜形貌,用能谱仪分析了膜层V、O、Al元素分布,用X射线衍射仪分析了膜层的相组成,测试了膜层厚度、硬度和微弧氧化电压变化曲线。结果表明,随电流的增加微弧氧化电压快速升高,导致微弧氧化膜厚度和硬度增加,改变了微弧氧化膜形貌、膜层元素分布及微弧氧化膜相组成。     

电流密度对锂改性ZL108铝合金微弧氧化膜性能的影响

研究了电流密度对锂改性ZL108铝合金微弧氧化膜性能的影响规律。分析了微弧氧化电压规律;通过SEM观察了氧化膜表面微观形貌;检测了氧化膜硬度、厚度。结果表明,随电流密度增加,氧化电压升高;氧化膜表面微孔数量减少,孔径增大;氧化膜厚度先升高后保持稳定;膜层硬度升高;当电流密度为30 A/dm2时,获得的氧化膜具备较好的综合性能。     

电流密度对ZA43微弧氧化膜的影响

研究了不同电流密度对ZA43微弧氧化膜层的表面形貌、膜厚、硬度以及膜的组成相的影响等问题。结果表明:随着电流密度的增大,膜层表面的孔洞尺寸变大;氧化膜厚度逐渐增大,但是增加的速度变得缓慢;膜层硬度在一定电流密度范围内增加,最终趋于稳定;膜层主要相成分为α-Al2O3和γ-Al2O3,增加了ZA43高铝锌基合金的表面硬度,耐磨性和耐腐蚀性能。     

ZL205A铝合金微弧氧化研究

利用微弧氧化技术在ZL205A铝合金表面制备陶瓷层;用扫描电镜对膜层形貌及结构进行观察,分析了膜层典型形貌的形成过程;用X射线衍射仪对膜层相组成进行分析;对不同厚度微弧氧化膜层的试样进行盐雾试验.结果表明:所制得的膜层由a-Al2O3、γ-Al2O3及δ-Al2O3组成;膜层厚度小于30μm时,耐蚀性能随着膜层厚度的增大提高明显,当膜厚为30～50μm时,耐蚀性能随着膜厚的增加提高幅度减小,膜厚大于50μm时,其耐蚀性能变化不明显.     

电流密度对铈掺杂铝合金微弧氧化膜性能的影响

在不同电流密度下制备了铈掺杂ZL108合金的微弧氧化膜,研究了电流密度对铈掺杂铝合金微弧氧化膜性能的影响。利用扫描电镜观察微弧氧化膜的表面形貌,采用能谱仪分析膜层元素,利用极化曲线评定耐蚀性,并对微弧氧化膜的厚度、表面硬度进行了测定。结果表明,随着电流密度的增加,氧化电压、膜层厚度均增加,而硬度先上升后降低;微弧氧化膜表面微孔数量及尺寸不断增加,最后出现块状凸起并有裂纹产生。Ce元素在微弧氧化膜表面的分布随电流密度增加而不断均匀。当电流密度为10 A/dm~2时Ce含量最高,此时微弧氧化膜耐蚀性最好。     

电流密度对微弧氧化膜层厚度和硬度的影响

电流密度对微弧氧化陶瓷膜的生长和性能的影响较大，不同的电流密度、工作电压，制得的氧化膜层的厚度、硬度、防护性能也将不同。主要研究电流密度对微弧氧化陶瓷膜的厚度和硬度的影响。     

电流密度对7075铝合金微弧氧化膜层组织与性能的影响

在硅酸盐电解液体系中对7075铝合金表面采用微弧氧化(MAO)法制备陶瓷膜层,并借助扫描电镜、三维立体显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、涂层附着力划痕仪和摩擦磨损实验机等对微弧氧化膜层的形貌及性能进行研究。结果表明:电流密度对微弧氧化膜层的组织与性能有较大影响。α-Al_2O_3是微弧氧化膜层的主要组成相,微弧氧化膜层具有较好的显微硬度及耐磨性能。当电流密度达到10 A/dm~2时,膜层的显微硬度与耐磨性能最优。     

BP神经网络在微弧氧化膜层性能预测和能量参数优化中的应用

评价微弧氧化膜层性能的参数主要有膜层厚度、表面粗糙度和硬度,影响氧化膜层性能的主要因素有电流密度、脉冲频率和占空比。利用正交实验数据建立了BP神经网络,对微弧氧化膜层性能进行了预测,对能量参数进行了优化。结果表明:所拟建的BP网络稳定,网络预测当电流密度为10A/dm2、频率为500Hz、占空比为15%时,膜层的厚度、硬度最大,表面粗糙度最小,且其值与实验结果吻合。     

金属复合材料微弧氧化研究进展

微弧氧化是一种在阀金属(Al、Mg、Ti等)及其合金表面原位生成陶瓷膜的表面处理技术。利用微弧氧化技术获得的膜层与基体结合力强,能改善材料的耐磨、耐蚀、耐热冲击以及绝缘性等性能。以微弧氧化的发展和成膜机理作为切入点,比较了单一合金与金属复合材料微弧氧化处理的异同,发现机理的研究主要围绕电击穿理论展开,具有阀金属特性的第二相有助于复合材料微弧氧化的进行,而其他的第二相则会阻碍微弧氧化成膜,使机理研究变得复杂。综述了电解液及添加剂、电压、电流密度、频率和占空比、温度和处理时间等对金属复合材料微弧氧化过程,及膜层微观结构、相组成、厚度、硬度以及耐磨、耐蚀性能的影响。最后指出了复合材料微弧氧化目前存在的问题,提出了需要从加强机理研究、优化工艺的参数、改进微弧氧化设备以及与其他技术相结合等研究方向着手,以进一步加快金属基复合材料微弧氧化处理及改善陶瓷膜的性能,推进微弧氧化技术的应用。     

不同成分Al-Mg3Sb2复相涂层的组织和性能

目的研究Mg_3Sb_2含量对Al-Mg_3Sb_2复相涂层组织、耐蚀性和硬度的影响,对比纯Al涂层和添加不同含量Mg_3Sb_2涂层性能的差异。方法采用氧乙炔火焰喷涂技术和自制的Mg_3Sb_2粉末,在AZ31B镁合金表面制备不同成分的Al-Mg_3Sb_2复相涂层。采用扫描电镜(SEM)观察了涂层的微观组织,利用X射线衍射仪(XRD)分析了球磨粉末和涂层的物相组成,通过电化学工作站(CHI660e)对试样在3.5%Na Cl溶液中进行电化学腐蚀性能测试,并用显微硬度计测试了涂层的硬度。结果经火焰喷涂之后,获得了不同成分的Al-Mg_3Sb_2复相涂层,涂层中的物相主要为Al和Mg_3Sb_2。当Mg_3Sb_2的质量分数为40%和60%时,涂层组织致密,气孔、裂纹等组织缺陷较少。Tafel极化曲线测试中,随着第二相Mg_3Sb_2质量分数的增加,涂层的腐蚀电位逐渐正移。当质量分数达到80%时,其腐蚀电位为-0.9819 V,比纯Al涂层正移417.3 m V,腐蚀电流密度为0.048×10-3 A/cm2,约是纯Al涂层的1/2。显微硬度结果显示随着Mg_3Sb_2含量的增加,涂层的硬度逐渐提高,当质量分数达到80%时,涂层的平均硬度达到334.2HV,是纯Al涂层的6.79倍。结论Mg_3Sb_2的加入可以获得组织较好的涂层,随着其含量的增加,涂层的耐蚀性和显微硬度逐渐提高。     

6061铝合金表面新型黄色微弧氧化陶瓷层的制备与表征

目的 研究6061铝合金表面新型微弧氧化黄色陶瓷层的制备工艺,并对其微观结构、成分、硬度、耐蚀性能等进行表征。方法 在以Na2SiO3为基础的电解液中加入Na2SnO3进行微弧氧化处理,制备出黄色微弧氧化陶瓷层,并与传统白色、黄色、黑色微弧氧化陶瓷层作对比。采用SEM和EDS分析膜层表面形貌和元素分布,借用XPS对膜层进行成分表征,使用硬度计测试其表面硬度,采用电化学工作站和人造海水腐蚀实验评价陶瓷层的抗腐蚀性能。结果 随着电解液中Na2SnO3浓度的增加,陶瓷层中Sn元素含量增加,Si元素含量减少,陶瓷层黄色饱和度不断增强。黄色含Sn陶瓷层制备过程中,电解液中的SnO32-在高温高压下转化为SnO2,导致陶瓷层硬度达到365HV,高于白色与黑色陶瓷层。在3.5% NaCl溶液中进行电化学测试,黄色含Sn陶瓷层的腐蚀电流密度与腐蚀电位分别为9.34×10-9 A/cm2和-0.34 V,耐蚀性优于白色和黄色含Mn陶瓷层。结论 在电解液中添加Na2SnO3可在铝合金表面生成具有较高硬度和耐蚀性能良好的类似沙漠黄色的陶瓷层,为铝及其合金在多领域的应用奠定了一定的实验基础。     

Corrosion Behaviour of TiN/a-C Superhard Nanocomposite Coatings Prepared by a Reactive DC Magnetron Sputtering Process

Nanocomposite coatings of TiN/a-C were prepared on tool steel substrates using a multitarget reactive DC magnetron sputtering process at various TiN layer thicknesses (0.6-2.8 nm). The a-C layer thickness was approximately 0.45 nm. Structural characterisation of the coatings was done by X-ray diffraction (XRD). Incorporation of an a-C phase in TiN matrix reduced crystallite size of the coatings, as revealed by XRD and atomic force microscopy. XRD data showed that the nanocomposite coatings exhibited {111} texture and the average crystallite size was ca. 7.5-9.0 nm. Nanoindentation data showed that 1.5 μm thick nanocomposite coatings exhibited a maximum hardness of 5100 kg mm^?2. The potentiody-namic polarisation of 1.5 μm thick coatings in 0.5 M HCl solution indicated that the nanocomposite coalings exhibited superior corrosion protection of the tool steel substrate as compared to the single layer TiN coatings of similar thicknesses. Enhancement in the corrosion behaviour of the nanocomposite coatings has been attributed to small crystallite size and dense microstructure. Potentiodynamic polarisation studies conducted on ca. 100 nm thick nanocomposite coatings revealed that for a given a-C layer thickness the corrosion current decreased with a decrease in TiN layer thickness. This was supported by scanning electron microscopy (SEM) studies on the corroded samples. The SEM micrographs showed that density and diameter of the corrosion pits were smaller for nanocomposite coatings as compared to single layer TiN coatings of similar thicknesses.     

Electrodeposition behavior and characteristics of Ni-carbon nanotube composite coatings

Ni-CNT (carbon nanotube) composite coatings were processed by electrodeposition and their hardness and corrosion characteristics were investigated with variations of CNT concentration in an electrolyte solution and electrodeposition current density. With increasing the CNT concentration in the electrodeposition bath and the current density, more CNTs are incorporated into Ni matrix. Hardness values of the Ni-CNT coatings are irrelevant to the CNT concentration in the solution, the current density, and current mode, implying poor adhesion of CNTs to Ni matrix. With increasing the CNT content in the coating, the corrosion resistance of the Ni-CNT composite coating becomes inferior due to the porous microstructure.     

Evaluation of corrosion resistance of electrodeposited nanocrystalline Ni–Fe alloy coatings

Nickel–iron alloys with a compositional range of 24–80?wt-% iron were electrodeposited on a copper substrate from a sulphate-based bath and using a stirring rate of 100?rev?min^?1. The effect of applied current density and Ni²⁺/Fe²⁺ metal ion ratio of plating bath on the properties of alloy coatings was examined. Crystal structure and grain size of Ni–Fe alloy coatings were investigated using X-ray diffraction technique. Field emission scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy were used to analyse the surface morphology and chemical composition of coatings. Microhardness test was applied to evaluate the hardness of the coatings. Finally, the electrochemical behaviour of the Ni–Fe alloy coatings was studied by a polarisation test in 10?wt-% H₂SO₄ solution. Results revealed that current density and plating bath composition had a strong effect on the characteristics of coatings. As the iron content of alloys produced increased, their corrosion resistance improved with the best corrosion resistivity being achieved at a metal ion ratio of 0.5 and applied current density of 2.5?A?dm^?2.     

活塞环表面织构化镀层的摩擦性能研究

目的以缸套/活塞环为试验对象,研究激光织构化与固体润滑镀层的协同减摩作用。方法采用脉冲激光在活塞环表面进行微孔化处理,利用电脉冲沉积法在微孔内制备具有不同MoS_2微粒浓度的Ni-MoS_2复合镀层,通过往复式摩擦试验研究织构化表面沉积固体润滑剂对活塞环-缸套的影响机制。结果镀液中MoS_2微粒浓度对镀层的硬度和摩擦学性能影响较大,相同电流密度下,电镀液中MoS_2微粒的质量浓度为5g/L时的镀层硬度最高,该浓度下Ni-MoS_2复合镀层在干摩擦下具有最佳的摩擦系数和最低的磨损率。织构化复合镀层可以显著改善接触面间的摩擦性能,相比未织构化摩擦配副,摩擦系数降低约0.2,磨损率下降50%。结论干摩擦条件下,表面织构可以有效地储存摩擦副之间的固体润滑剂和磨粒,在接触表面形成连续润滑膜,减少磨粒磨损。     

电弧喷涂锌涂层的酸雨腐蚀性能

热镀锌涂层因具有优越的耐腐蚀性、涂装性能等被广泛应用于工业生产众多领域,成为金属材料在户外工作环境下防腐蚀的有效措施之一。为研究热喷涂锌涂层在酸雨中的腐蚀行为,采用电弧喷涂技术在Q235碳素结构钢表面喷涂锌涂层,模拟酸雨腐蚀环境,在腐蚀液pH值改变的情况下,采用SEM,XRD,硬度测试及失重分析等手段,分析不同pH值溶液腐蚀后涂层的表面形貌和腐蚀产物,及试样的硬度变化和腐蚀速率情况。结果表明,锌涂层的表面腐蚀会随着模拟酸雨溶液pH值的降低而加重,其表面腐蚀产物逐渐增多,腐蚀产物的形貌由小块状逐渐变成羽针状和岛状,主要成分为Zn(OH)2,ZnSO4和Zn4SO4(OH)6·3H2O;涂层表面硬度最高为23.4 HV、最小腐蚀速率为0.21×10-4g/(m2·h),但当模拟酸雨溶液pH值由7降至2.8时,涂层表面硬度降低约12%,腐蚀速率约增大至最小值的26倍;模拟酸雨溶液pH值在5～2.8时,溶液对锌涂层的腐蚀比较严重。     

电流密度对7075铝合金微等离子体氧化陶瓷层特性的影响

采用微等离子体氧化法在NaAlO2溶液中对7075铝合金进行表面处理,研究了阳极电流密度及阴/阳极电流密度比对陶瓷层的厚度、硬度、表面及截面形貌、相组成等的影响。结果表明:陶瓷层的厚度、显微硬度及微观形貌与阳极电流密度及阴/阳极电流密度比密切相关,在阳极电流密度为10A/dm2及阴/阳极电流密度比为0.7时,陶瓷层显示出较好的表面及截面形貌。     

Electrodeposition behavior and characteristics of Ni-carbon nanotube composite coatings

Ni-CNT (carbon nanotube) composite coatings were processed by electrodeposition and their hardness and corrosion characteristics were investigated with variations of CNT concentration in an electrolyte solution and electrodeposition current density. With increasing the CNT concentration in the electrodeposition bath and the current density, more CNTs are incorporated into Ni matrix. Hardness values of the Ni-CNT coatings are irrelevant to the CNT concentration in the solution, the current density, and current mode, implying poor adhesion of CNTs to Ni matrix. With increasing the CNT content in the coating, the corrosion resistance of the Ni-CNT composite coating becomes inferior due to the porous microstructure.     

镁合金微弧氧化陶瓷层的绝缘强度及耐蚀性的研究

采用微弧氧化法在MB8镁合金表面原位生长—层陶瓷层,利用电击穿试验、盐雾腐蚀试验等手段研究了陶瓷层的绝缘强度Eb和耐蚀性,并用扫描电镜(SEM)分析了陶瓷层的形貌结构。结果表明：恒流条件下,随微弧氧化时间的增加,陶瓷层的厚度增加,陶瓷层内的显微缺陷增多,致密性下降;陶瓷层的绝缘强度(Eb)和耐蚀性均呈现出先增大后减小的趋势;陶瓷层的致密性越高,绝缘强度(Eb)越大,耐蚀性也就越好。