激光重熔处理对铝合金微弧氧化层组织及性能的影响

采用激光重熔处理改善6061铝合金微弧氧化层的耐蚀性,采用光学显微镜、共聚焦显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、电化学工作站等研究了500～1000 W激光功率下微弧氧化层孔隙率、粗糙度、表面形貌、物相组成及耐蚀性能。结果表明,经过激光重熔处理后微弧氧化层主要由α-Al₂O₃和γ-Al₂O₃两相组成,随着激光功率的增加,γ-Al₂O₃向α-Al₂O₃转化的程度增加。激光功率为500～900 W时微弧氧化层孔隙率先增加后减小,但粗糙度变化不明显;1000 W时微弧氧化层鼓起、开裂,粗糙度、孔隙率增加。激光功率为900 W时微弧氧化层表面微孔孔径减小甚至闭合、裂纹数量减少,孔隙率降至最低,耐蚀性能最好。     

2A12铝合金微弧氧化膜电化学腐蚀性能研究

采用微弧氧化技术对粉末冶金制备的2A12铝合金进行表面改性,表征改性层微观结构和相组成,评价改性后2A12铝合金的电化学腐蚀性能。研究发现:微弧氧化处理之后,2A12铝合金表面生成厚度约为80 μm的均匀氧化膜,其主要由α-Al₂O₃、γ-Al₂O₃及非晶组织构成;采用微弧氧化对2A12铝合金表面改性之后,改性层极大程度地抑制合金表面阳极反应和阴极反应的进行,自腐蚀电流密度明显下降,腐蚀速率显著降低,合金电化学腐蚀性能明显提高。     

添加剂C6H12N4对6063铝合金微弧氧化黑色陶瓷膜结构与性能的影响

用硅酸盐-磷酸盐的复合溶液体系对6063铝合金进行微弧氧化,获得颜色均匀的黑色陶瓷膜。研究了添加剂(C₆H₁₂N₄)对膜层的表面形貌、成分、组织结构、黑度、附着力、粗糙度和耐蚀性的影响。结果表明,添加剂使微弧氧化膜层黑度增加,膜层均匀性和附着力显著提高,粗糙度降低,但膜层的相组成不变,均为γ-Al₂O₃和Al₈₆V₁₄。含添加剂的体系获得的微弧氧化膜层在3.5% NaCl溶液中的腐蚀电流密度相比无添加剂的体系获得的黑色膜层有很大程度的降低。     

表面微弧氧化处理对不锈钢与环氧树脂粘接性能的影响

采用热浸镀铝工艺在不锈钢表面镀铝,分析了浸镀时间与浸镀温度对合金层及纯铝层厚度的影响并获得最佳镀铝工艺参数,在此基础上再进行微弧氧化试验。用剪切法测试了氧化膜与环氧树脂之间的结合强度,采用SEM、XRD和激光共聚焦显微镜对微弧氧化膜的微观成分与结构进行了表征,进而探讨分析了不锈钢微弧氧化处理对其与环氧树脂粘接性能的影响。结果表明:适宜的浸镀温度为710 ℃,浸镀时间为11 min;微弧氧化膜主要由α-Al₂O₃和γ-Al₂O₃组成,不同微弧氧化时间下氧化膜产物基本相同;随着氧化时间增加,陶瓷膜表面粗糙度增大,微弧氧化膜-环氧树脂的结合强度增大,当时间增至30 min时,膜层表面粗糙度最大值为1.265 μm,结合强度增加到最高值33.20 MPa,比未处理过的试样结合强度提高了2.8倍。     

硅酸盐体系电解液中添加Na2WO4对LY12铝合金陶瓷膜性能的影响

通过SEM、XRD、硬度试验、电化学腐蚀试验研究了在硅酸盐体系电解液中加入不同浓度的Na₂WO₄对LY12铝合金微弧氧化陶瓷膜表面形貌及性能的影响。结果表明,添加Na₂WO₄改变了膜层的微观结构,使微弧氧化膜层硬度增加,表面平滑,呈现出小而少的孔洞结构,且表面堆积少量形状不规则的白色质点;随着Na₂WO₄添加量的增加,膜层的硬度值呈现先增加后降低的趋势,当Na₂WO₄含量为4 g/L时,膜层达到最高硬度440.3 HV0.3,较基体(硬度值约168 HV0.3)提升了272.3 HV0.3;XRD分析证明W元素参与了微弧氧化过程,并生成W的氧化物WO₃,陶瓷层物相主要由α-Al₂O₃和γ-Al₂O₃以及WO₃组成;电化学极化曲线分析结果表明添加剂Na₂WO₄有效地提高了膜层的耐腐蚀性能,耐腐蚀性能最好的添加量为 1 g/L,此时自腐蚀电位为-532.0 mV,腐蚀电流为0.011 μA。Na₂WO₄的添加可有效改善陶瓷膜层的表面形貌及性能。综合考虑膜层的性能,添加剂Na₂WO₄的最佳添加量为 4 g/L。     

瓷质氧化预处理对6061铝合金弱酸性介质中微弧氧化膜的影响

以6061铝合金为研究对象,对其在弱酸性介质中的微弧氧化膜的成分及性能进行了分析,探讨瓷质氧化预处理对微弧氧化膜的影响。结果表明:在弱酸性介质中,6061铝合金瓷质氧化预处理+微弧氧化膜的主要成分是γ-Al₂O₃和α-Al₂O₃,同时由于残留的瓷质氧化膜,无定型的Al₂O₃也存在于氧化膜中;其厚度和硬度分别为25.3 μm、1690 HV0.1,对比未预处理的微弧氧化膜,瓷质氧化预处理可显著提高氧化膜的厚度、硬度及耐腐蚀性。     

Nb2O5/TiO2微弧氧化复合膜层微观组织和高温性能的研究

为了研究Ti6Al4V钛合金微弧氧化膜层的抗高温氧化性能,在硅酸钠电解液中添加纳米铌(Nb)颗粒制备了Nb₂O₅/TiO₂复合膜层。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析膜层的微观结构和相组成。结果表明：随着纳米Nb浓度增加,膜层表面微孔直径增大、数量减小,膜层中Nb元素含量逐渐增加至5at%,膜层厚度由42.28μm增加至55.48μm;膜层由锐钛矿型TiO₂、金红石型TiO₂、Al₂TiO₅、Nb₂O₅及Nb-Ti化合物组成,金红石型TiO₂峰值和Nb₂O₅峰值逐渐上升;试样增重由基体10.25 mg/cm²降低至Nb浓度为6 g/L制备膜层的2.281 mg/cm²,平均氧化速率由2.8472×10^-5 mg·cm^-2     

氧化时间对Ti6Al4V微弧氧化膜结构及耐腐蚀性能的影响

在磷酸盐体系中采用恒压微弧氧化工艺对Ti6Al4V(TC4)合金进行微弧氧化,研究了不同氧化时间对微弧氧化膜层的表面形貌、硬度、粗糙度以及物相生成的影响,并对不同氧化时间的膜层耐腐蚀性能进行了测试。结果表明：随着微弧氧化时间的延长,氧化膜表面微孔径增大,膜层厚度与表面硬度值先增加后又降低,膜层由金红石、锐钛矿及钙磷化合物组成,且主晶相为钙磷化合物,金红石及钙磷化合物含量均随微弧氧化时间的延长而增加;微弧氧化膜层表面Ca/P摩尔比值为1.56,接近人体羟基磷灰石比值,O/Ti原子比值为2.0,膜层表面主要组成为TiO₂;微弧氧化膜层腐蚀电位逐渐减小,腐蚀电流逐渐增大。     

Ni-20Cr合金在1200℃下的氧化行为

对Ni-20Cr电热合金在1 200℃下进行不同时间的恒温氧化试验,用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)观察分析了1 200℃不同氧化时间下合金的表面形貌、横截面形貌及氧化膜的相组成。结果表明,在1 200℃氧化时,Ni-20Cr合金丝电阻变化与氧化膜厚度变化趋势一致。随着氧化时间延长,合金丝表面氧化膜晶粒逐渐增大,并出现破裂、翘起现象;合金丝表面氧化膜分3层,其主要相组成为NiO、SiO₂、NiCr₂O₄、Cr₂O₃。     

NaOH对铝合金微弧氧化膜特性的影响

在Na₂SiO₃电解液体系下,对ZAlSi12Cu2Mg1微弧氧化膜的形成进行研究,通过改变NaOH的含量,研究了其对电解液的电导率、微弧氧化的临界起弧电压、膜层特性及微观形貌的影响。并测定了氧化膜的相组成。结果表明：NaOH含量从1.0 g/L到3.0 g/L变化时,电解液的电导率由14.00 ms/cm几乎呈线性增大到26.28 ms/cm,正向临界起弧电压由360 V呈线性降低下降到290 V;含量从1.0 g/L增大到2.5 g/L时,膜厚从92 μm迅速增加到125 μm。含量超过2.5 g/L,膜厚减小,致密层所占比例下降。XRD分析表明：氧化膜层中主要由莫来石、SiO₂和α-Al₂O₃、γ-Al₂O₃和WO₃相。     

TP439不锈钢在800℃高温水蒸气中的初期氧化行为

研究了TP439不锈钢在800℃高温水蒸气中的初期氧化行为。采用恒温氧化法测试了TP439不锈钢在800℃高温水蒸气中的氧化动力学曲线。通过场发射电子扫描显微镜(FE-SEM)观察试样氧化后的形貌，采用能谱分析(EDS)及X射线衍射(XRD)分析膜层的表面成分及相结构。结果表明：TP439不锈钢在初期阶段的氧化速率较快，氧化动力学符合线性氧化规律，线性速率常数kl为5.21×10(-2) mg/(cm²·h)，氧化过程受界面反应控制；随着氧化时间的增加氧化膜逐渐变厚，第二阶段的氧化动力学遵循抛物线规律，抛物线速率常数kp为1.54×10^-3 mg²/(cm⁴·h)，氧化速率的控制步骤由界面反应控制转为扩散控制。TP439不锈钢氧化产物的主要成分为(Cr,Fe)₂O₃和少量的Cr₂O₃、Fe₂O₃、FeCr₂O₄尖晶石氧化物。在...     

氧化时间对钛表面微弧氧化膜层的影响

采用恒电流微弧氧化技术,在钛表面制得含HA的TiO2陶瓷膜,考察了氧化时间对氧化膜微观形貌、膜厚、相结构及耐体液腐蚀性能的影响。结果表明,随氧化时间增长,膜层表面多孔形貌变化明显,膜层厚度呈先增后降的趋势。氧化时间延长,膜层相组成由金红石、锐钛矿为主变为以羟基磷灰石为主。模拟体液极化曲线分析表明,微弧氧化膜的钝化行为随氧化时间延长而优异,但氧化时间超过20 min后,增大氧化时间对钝化效果的影响不再明显。     

氧化时间对 ZA 43 合金微弧氧化膜摩擦磨损性能的影响

目的研究ZA43合金微弧氧化陶瓷膜的摩擦磨损特性随氧化时间的变化规律。方法制备微弧氧化时间不同的ZA43合金微弧氧化陶瓷膜样品,采用球-盘磨损方法进行摩擦磨损实验,分析陶瓷膜磨损前后的形貌、物相组成及元素组成,测试膜层厚度和显微硬度。结果陶瓷膜主要由α-Al2O3和γ-Al2O3相组成。随着氧化时间的延长,陶瓷膜厚度和平均硬度逐渐增大。在干摩擦条件下,陶瓷膜的摩擦系数和磨损失重随氧化时间的延长而降低。结论随着氧化时间的延长,ZA43合金微弧氧化陶瓷膜的耐磨性逐渐提高,其磨损机制以磨粒磨损为主。     

添加硫酸铜对 TC4 钛合金微弧氧化膜性能的影响

目的研究CuSO_4浓度和微弧氧化工艺参数(电压、氧化时间)对TC4钛合金微弧氧化膜颜色及性能的影响。方法在磷酸钠电解液中,对TC4钛合金进行微弧氧化处理,并添加CuSO_4获得不同颜色的陶瓷膜,对氧化膜的宏观形貌、微观形貌、物相结构以及硬度进行分析。结果添加CuSO_4能使陶瓷膜颜色变深,随着CuSO_4浓度升高,膜层由灰色逐渐变为红褐色。当CuSO_4质量浓度为0.5 g/L时,氧化膜表面均匀致密,显微硬度最高(627.1HV);当CuSO_4质量浓度为1.5 g/L时,氧化膜显微硬度最低(382.8HV)。随着电压升高,膜层颜色加深,色泽更均匀,但表面硬度下降。在400 V条件下制备的氧化膜硬度最低,但是色泽最均匀。随着氧化时间的延长,氧化膜厚度增加,颜色加深,色泽更为均匀,但是当氧化时间超过15 min后,氧化膜颜色变浅。结论 CuSO_4对微弧氧化膜的显色作用明显,其浓度及微弧氧化工艺参数(电压、氧化时间)均对涂层性能、色泽、致密性、厚度及相组成具有很大的影响。     

镁合金表面微弧氧化放电现象及氧化膜特性分析

为研究AZ91D表面微弧氧化过程中的放电现象及膜层特性,采用高速摄像机记录微弧氧化试样表面在Na2Si O3-Na OH电解液体系下放电过程的瞬间图像。用扫描电子显微镜(SEM)对微弧氧化膜层截面形貌和表面形貌进行观察,利用X射线衍射仪(XRD)分析膜层的相组成。结果表明:AZ91D合金在微弧氧化稳定阶段,放电过程呈周期性变化规律。AZ91D合金微弧氧化膜层由致密层与疏松层构成,靠近基体一侧为致密层,膜层外侧为疏松层,在疏松层表面存在微孔和裂纹缺陷,膜层最大厚度约为169μm。陶瓷膜层主要由Mg O和Mg2Si O4相组成,且以Mg O相为主。     

C3H8O3含量对AZ91D镁合金微弧氧化过程及膜层特性的影响

在含有不同C₃H₈O₃含量的硅铝复合电解液中,利用交流脉冲电源在AZ91D镁合金基体上制备了一系列微弧氧化膜。利用SEM和膜层测厚仪分别研究了陶瓷膜层的微观形貌特征及厚度,采用全浸泡实验和电化学阻抗谱测试了膜层在3.5%NaCl中性溶液中的耐蚀性能。结果表明,微弧氧化过程中的起弧电压和终止电压均随C₃H₈O₃含量的增加而呈上升的变化趋势。随着C₃H₈O₃含量的增加,膜层耐蚀性先提高后降低,而膜厚变化幅度不大。膜层的耐蚀性主要取决于内部致密层,当C₃H₈O₃含量为5 mL/L时,膜层相对较致密,因而表现出良好的耐蚀性能。     

铝合金表面微弧氧化陶瓷层耐磨性

利用微弧氧化技术在7075铝合金表面形成微弧氧化陶瓷膜层,通过SEM、XRD手段分析了微弧氧化陶瓷层的显微结构、表面形貌和相组成,并在HIT-Ⅱ摩擦磨损试验机上测试了陶瓷膜层的摩擦学性能.结果表明:7075铝合金表面的微弧氧化陶瓷膜层由疏松层、致密层构成,其相组成主要是α-Al2O3和γ-Al2O3两相;氧化陶瓷层与基体结合良好,厚度为25～45μm,表面硬度可达到1900HV0.1左右;微弧氧化表面处理技术可以显著提高铝合金的表面耐磨性,在与GCr15钢球对磨时,膜层具有较低的磨损率,但摩擦因数相对较高.     

硅酸盐体系中TiAl合金微弧氧化电解液的优化

利用正交试验优化出的6组配方在TiAl合金表面制备出微弧氧化陶瓷膜,用扫描电镜和x射线衍射研究陶瓷膜的组织形貌和相组成.采用极化曲线和热震试验分析了微弧氧化膜层的耐蚀性和抗热震性能.结果表明:采用硅酸盐体系进行微弧氧化,氧化膜表面平整致密,膜层主要组成相为Al2TiO5和Al2SiO5,600℃条件下,氧化膜具有良好的抗热震性.当硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐和氟化钠比例为2:3:2:1时,氧化膜致密度最好,腐蚀速率最小为3.01 x 10-10 A/cm2.     

电解液体系对石墨烯镁基复合材料微弧氧化膜层组织及耐蚀性能的影响

分别在3种不同电解液体系(硅酸盐体系、铝酸盐体系、磷酸盐体系)对石墨烯镁基复合材料表面进行微弧氧化,并对微弧氧化后膜层的微观组织形貌和物相组成进行分析,通过电化学和浸泡实验对其耐蚀性进行测试。结果表明:硅酸盐体系微弧氧化膜层表面光滑平整,微孔分布均匀;铝酸盐微弧氧化膜层较薄,孔隙尺寸最小;磷酸盐体系膜层微孔分布不均匀,表面存在较多裂纹;硅酸盐体系微弧氧化膜层物相组成主要为SiO_2和MgO,磷酸盐和铝酸盐体系膜层物相组成主要为MgO。3种电解液体系微弧氧化膜层耐蚀性能较基体复合材料提高一个数量级左右,其中硅酸盐体系微弧氧化膜层耐蚀性最好。     

7075铝合金微弧氧化膜硅溶胶封孔工艺及其性能

对微弧氧化后的7075铝合金进行硅溶胶封孔处理,采用扫描电镜、X衍射仪、高温摩擦磨损试验机和电化学工作站对硅溶胶封孔前后微弧氧化膜层的微观表面形貌、截面形貌、相组成、耐磨性和耐腐蚀性进行观察分析,研究了硅溶胶-凝胶不同封孔工艺对封孔效果的影响。结果表明,相对于微弧氧化膜层,封孔后的微弧氧化膜层微孔明显减少,膜层的粗糙度降低,耐磨性得到提高。封孔后的铝合金微弧氧化膜腐蚀电位由-0.62 V(vs SCE)正移到-0.36 V(vs SCE),腐蚀电流密度由2.44×10^-3 A·cm^-2下降到2.03×10^-4 A·cm^-2,耐腐蚀能力得到显著提高。通过浸渍提拉法封孔的微弧氧化膜层的耐腐蚀性比旋涂法封孔的更好。