2A12铝合金表面微弧氧化膜的微观组织和安全性能研究

对2A12铝合金表面进行微弧氧化,研究电解液成分和氧化时间对膜层微观组织和耐腐蚀性能的影响。结果表明,电解液中的最佳Na2WO4浓度为8 g/L,此时膜层最为致密,合金的耐腐蚀性能最佳。     

掺杂HfO2对钛合金微弧氧化膜层特性的影响

在电解液中添加HfO2对Ti-6Al-4V钛合金进行微弧氧化处理,通过表征微弧氧化膜表、截面形貌,膜层成分及电化学行为,并测量膜层厚度、硬度、粗糙度等参数来研究添加HfO2对钛合金微弧氧化膜层特性的影响。结果表明：添加HfO2后,微弧氧化膜层主要成分是Al2TiO5、TiO2和γ-Al2O3。较合适浓度的HfO2能促进成膜反应,改善微弧氧化膜的微观结构,提高膜层的厚度、硬度并降低表面粗糙度,且膜层试样具有双层膜结构,膜层试样的耐腐蚀性能好于原基体。HfO2浓度为3.0g/L时所获得的微弧氧化膜层综合性能最佳。     

脉冲频率对镁合金微弧氧化膜层在仿生液中耐蚀性的影响

研究了微弧氧化过程中不同电源脉冲频率下制备的膜层在仿生液中的电化学腐蚀行为。对膜层及腐蚀产物的微观组织,孔隙率,腐蚀形貌及相组成进行了分析。采用动电位极化曲线(Tafel)和电化学阻抗谱(EIS)法对膜层的耐腐蚀性能进行评价。结果表明,脉冲频率对AZ31镁合金微弧氧化膜层的耐蚀性有重要影响,随着频率的增加,腐蚀电流密度减小,而电化学阻抗增大。因此在本研究范围内,频率3000 Hz下制备的微弧氧化膜层具有最强的耐腐蚀性能。     

磷酸盐浓度对5083铝合金微弧氧化膜组织与耐腐蚀性能的影响

为研究电解液浓度对微弧氧化的影响规律,在磷酸钠电解液中采用恒压模式对5083铝合金进行微弧氧化,采用场发射扫描电镜、划痕仪以及电化学工作站等研究了电解质浓度对膜层生长速率、组织成分、膜基结合强度以及耐腐蚀性能的影响。结果表明:随着磷酸钠浓度的增大,氧化膜厚度线性增加,膜层表面的"火山堆积"状形貌特征愈发明显,但浓度过大时氧化膜出现局部不均匀堆积及较大孔洞,其对氧化膜成分影响不明显;氧化膜与基体结合良好,且随着浓度增加结合强度出现先增后减的趋势。当磷酸钠浓度为10 g/L时,氧化膜的自腐蚀电流最低,为2.96×10~(–8) A/cm~2,比铝合金基体降低了1个数量级,表现出良好的耐腐蚀性能。     

KOH浓度对LA103Z镁锂合金微弧氧化成膜过程及膜层耐蚀性的影响

目的 探索电解液中KOH浓度对LA103Z镁锂合金微弧氧化成膜过程及膜层耐蚀性能的影响规律.方法 通过恒压微弧氧化法,在KOH质量浓度分别为2、4、6 g/L的硅酸盐系电解液中制备微弧氧化膜层.采用扫描电子显微镜(SEM)观察微弧氧化膜层的表面形貌和截面形貌,采用Image-J软件分析膜层的孔隙率和厚度,通过电化学试验表征膜层的耐腐蚀性能.结果 随KOH浓度的升高,微弧氧化过程中通过试样的电流密度增大,膜层表面微孔数目减少、孔径增大,膜层厚度也增加,试样的耐蚀性先升高后降低.当KOH的质量浓度为4 g/L时,膜层表面微孔大小均一、分布均匀,孔径尺寸较小,为2～4μm,孔隙率最低,为3.56％,膜层内部结构较致密,耐蚀性最好,其自腐蚀电流密度为0.26μA/cm2,与基体相比降低了2个数量级.结论 KOH浓度的改变主要影响微弧氧化成膜过程火花放电阶段的形貌.适当升高KOH浓度可有效改善膜层表面的微孔分布,增加膜层厚度,提高膜层致密度,从而提高膜层耐蚀性.当KOH浓度过高时,膜层内部大孔洞和裂纹等缺陷增多,膜层耐蚀性降低.     

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。     

柠檬酸钠对AZ31镁合金阳极氧化膜耐蚀性的影响

研究了在电解液100g/LNa28407,50g/LNaA102中,加入不同浓度柠檬酸钠对阳极氧化膜层微观结构及耐腐蚀性能的影响.通过SEM和极化曲线分别研究了AZ31镁合金阳极氧化膜的表面形貌和耐蚀性.结果表明:当柠檬酸钠加入量为10g/L时,氧化膜层均匀、致密,孔径明显减小;从极化曲线可以看出,自腐蚀电位Ecorr为-0.614V,自腐蚀电流密度icorr为17.09μA·cm-2当电位在-0.478V～ 0.043V时,膜层发生钝化,当电位达到0.043V以后,发生了二次钝化,说明柠檬酸钠加入量为10g/L时,膜层在3.5%NaCI溶液中出现钝化膜破裂后自修复的现象.     

纳米 α-Al2O3添加剂对铝合金微弧氧化膜层性能的影响

目的探究微弧氧化电解液中纳米α-Al2O3的浓度对铝合金微弧氧化膜层组织和性能的影响。方法在硅酸盐体系电解液中加入1~5 g/L纳米α-Al2O3,微弧氧化获得不同的陶瓷膜层,对膜层的微观结构、厚度、硬度和耐腐蚀性能进行分析。结果膜层的主要组成相为α-Al2O3、γ-Al2O3和SiO2。当纳米α-Al2O3添加量为3 g/L时,膜层表面微裂纹少,孔隙率小,厚度达70μm,硬度为513HV,耐腐蚀性能好。结论硅酸盐电解液中加入纳米α-Al2O3,能够改善铝合金微弧氧化膜层的综合性能。     

纳米二氧化锆对TC4钛合金微弧氧化膜的影响

利用多功能微弧氧化电源,采用目前工艺较为成熟和应用最广泛的电参数对TC4钛合金进行微弧氧化,并在电解液中添加不同浓度的纳米二氧化锆,对比微弧氧化膜层的微观形貌和综合力学性能,探究纳米二氧化锆对膜层的影响。实验结果表明,随着纳米二氧化锆浓度的增加,膜层厚度几乎不发生变化,但膜层的成分和含量发生改变：膜层中出现板钛矿相,且含量不断增加。当纳米二氧化锆浓度为2 g/L时,膜层的粗糙度相比未添加纳米二氧化锆时大幅下降,膜层耐磨性能最好,且此时膜层表面微孔直径最小且尺寸均匀,耐腐蚀性能最佳。     

硫酸铈对三价铬钝化膜耐腐蚀性的影响研究

目的研究硫酸铈对三价铬钝化膜耐蚀性能的影响。方法通过在三价铬镀铬盐溶液中分别添加0.3、0.5、0.8、1.0、1.5 g/L的硫酸铈,然后通过极化曲线测试,对比不同硫酸铈添加量的钝化膜的腐蚀电流密度,确定硫酸铈在三价铬镀铬盐溶液中的最佳添加量,然后分别制备未添加硫酸铈和添加最佳添加量硫酸铈的三价铬钝化膜,通过电化学工作站CHI660E测量Tafel极化曲线和电化学阻抗谱。分析钝化膜的电化学性能,研究不同钝化膜的耐腐蚀性。观察试样表面的微观形貌,对比添加硫酸铈和未添加硫酸铈的钝化膜的微观形貌。结果通过极化曲线测试发现,当硫酸铈的添加量为1.0 g/L时,钝化膜的腐蚀电流密度小于其余添加量的钝化膜,添加硫酸铈和未添加硫酸铈的钝化膜的耐蚀性能不同,添加硫酸铈后的钝化膜性能得到改善,且钝化膜膜层的微观形貌发生改变。结论添加硫酸铈后,三价铬钝化膜的耐腐蚀性能增强。当硫酸铈的添加量为1.0 g/L时,腐蚀电流密度最小,为3.835×10~(-6) A/cm~2,耐腐蚀性能优于其余钝化膜。     

复配BTA与TTA钝化纯铜工艺研究

目的为了提高纯铜表面的耐腐蚀性。方法通过苯并三氮唑(BTA)与甲基苯并三氮唑(TTA)复配,对纯铜进行钝化,并分析钝化温度、时间及pH值对纯铜钝化效果的影响。分别运用电化学法、硝酸点滴实验、中性盐雾实验、SEM等手段对不同钝化液钝化膜的微观结构与耐蚀性能进行研究,并与铬酸盐钝化结果进行对比。结果将4 g/L BTA、4 g/L TTA复配,辅以氧化剂20 m L/L H_2O_2,对纯铜以pH值为4、钝化时间3 min、钝化温度40℃、自然风干老化1 d的钝化工艺处理后,可以生成明显的钝化膜。其表面致密,耐蚀性较好,在盐雾试验中腐蚀缓慢,其平均腐蚀速率为0.76 mg/d,自腐蚀电流密度仅为1.5660μA/cm2,缓蚀率达到81.9%,接近铬酸盐钝化的抗腐蚀效果。结论在适宜的钝化工艺下,经过BTA与TTA复配钝化后,可以在基体表面生成Cu/Cu_2O/Cu(I)BTA聚合物保护膜,同时TTA的非极性甲基形成的单分子层膜的疏水性更好,两者共同作用,形成较为致密的钝化膜覆盖在铜基体表面,明显提高纯铜表面耐蚀性。     

镀锌钢板钛盐/硅烷复合膜的耐蚀性研究

研究了镀锌钢板上钛盐钝化膜、硅烷转化膜、钛盐/硅烷复合转化膜的表面形貌和化学成分,并对比了这3种转化膜与普通铬酸盐转化膜的电化学行为和耐盐雾腐蚀性能。结果表明:镀锌钢板钝化后,腐蚀电流密度降低,极化电阻及交流阻抗得到极大提高;钛盐/硅烷复合膜的耐蚀性已经接近普通铬酸盐钝化。SEM和EIS分析表明,硅烷膜是一层物理遮盖膜。     

镀锌钢板铈盐钝化的电化学性能研究

采用稀土铈盐钝化工艺对镀锌钢板进行了钝化处理.比较了镀锌钢板在0.5mol/L的NaCl溶液中钝化前后的极化曲线、电化学交流阻抗谱.研究了铈盐钝化膜的耐蚀性能,并根据阻抗谱特征建立了腐蚀等效电路.结果表明:经铈盐钝化处理后的镀锌钢板,其腐蚀电流密度下降、极化电阻升高,稀土铈盐钝化膜抑制了镀锌钢板的腐蚀过程,经铈盐钝化处理后,镀锌钢板的耐蚀性能优于空白试样,接近低铬钝化处理样品的耐蚀性.同时,简要分析了稀土铈盐对镀锌钢板的钝化机理.     

316L 不锈钢 TIG 焊接接头在 H2 S 溶液中的钝化性能

目的研究316L不锈钢TIG焊接接头各区域在不同浓度H2S溶液中的钝化及耐蚀性能差异。方法在H_2S质量浓度为0.05,0.1,0.2,0.4,0.8 g/L的H2S溶液中,通过极化曲线、恒电位阶跃、阳极极化、交流阻抗等方法,分别研究316L奥氏体不锈钢TIG焊接接头的母材区和焊缝区的钝化性及耐蚀性能。结果随着H_2S浓度的增加,焊接接头母材区和焊缝区的钝化性能都所有降低,电化学活性都明显升高,且腐蚀电位逐渐降低,腐蚀电流密度有所增加。交流阻抗拟合结果显示,母材区和焊缝区的抗腐蚀性能指标(R1+R2)随着H_2S浓度的升高而降低。此外,在相同浓度的H_2S溶液中,焊缝区的腐蚀电位、钝化性能、阻抗都比母材区低,而电化学活性、腐蚀电流密度都比母材区高。同时,随着H2S浓度的升高,焊缝区与母材区的钝化性能、耐腐蚀性差距逐渐变大。结论随着H_2S溶液浓度的增加,316L不锈钢TIG焊接接头母材区和焊缝区的钝化性能逐渐降低,耐蚀性下降,且二者耐蚀性的差距逐渐加大。在相同浓度的H_2S溶液中,母材区的耐蚀性比焊缝区好。     

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.     

化学镀镍层缓蚀工艺研究

目的提高化学镀Ni-P镀层的耐蚀性能。方法在钢铁基体表面化学镀Ni-P镀层,采用植酸、硅酸钠、钼酸铵和双氧水中的一种或多种复配对镀层进行钝化处理。通过硝酸点滴法、贴滤纸法分析镀层耐蚀性的变化,并通过正交实验确定四种物质复配的最佳浓度。结果以植酸、硅酸钠、钼酸铵和双氧水为主要成分配制的复合缓蚀剂能使镀层耐硝酸效果良好,电化学实验表明,复合钝化膜的腐蚀电流密度降低和阻抗值增加都超过1个数量级。结论所研究的复合缓蚀剂各组分间存在协同效应,最佳配方为:6 g/L植酸,6 g/L硅酸钠,4 g/L钼酸铵,30 mL/L双氧水。     

Anodization of AZ91 magnesium alloy in alkaline solution containing silicate and corrosion properties of anodized films

The anodization of AZ91 magnesium alloy in an alkaline electrolyte of 100g/L NaOH 20g/L Na2B4O7·10H2O 50g/L C6H5Na3O7·2H2O 60g/L Na2SiO3·9H2O was studied.The corrosion resistance of the anodized films was studied by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potentiodynamic polarization techniques.The microstructure of the films was examined with scanning electronic microscope (SEM) and X-ray diffractometer (XRD).The results show that,under the experimental conditions,the optimum anodizing time and the optimum anodizing current density are 40min and 20mA/cm2 respectively for obtaining the anodic film with high corrosion resistance.The XRD pattern shows that the components of the anodized film consist of MgO and Mg2 (SiO4).     

固溶处理对2205双相不锈钢组织及钝化膜特性的影响

用不同温度对2205双相不锈钢进行固溶处理,利用定量金相法及硬度法、电化学极化试验、电化学阻抗谱试验的方法研究固溶温度与2205双相不锈钢微观组织和钝化膜特性之间的关系。结果表明,当固溶温度为950 ℃时,有σ相存在,分布于铁素体/奥氏体晶界,当固溶温度为1000 ℃时,σ相消失,铁素体相比例随固溶温度的升高而升高,奥氏体相比例则呈相反规律;电化学试验和阻抗谱试验结果显示,材料在950 ℃时钝化膜稳定性和耐蚀性能最差,在1050 ℃时钝化膜稳定性和耐蚀性能最好。     

Optical spectroscopic and electrochemical characterization of oxide films on a ferritic stainless steel

Colored oxide films that form on ferritic stainless steel in a high-temperature, oxidizing environment and correspond to different chemical compositions can cause a deterioration of pitting resistance and corrosion performance. Herein, optical spectroscopic and electrochemical techniques have been used to reveal the relationship between color, chemical composition, and corrosion resistance of oxide films formed in the temperature range from 400°C to 800°C for 30 min and at 800°C for 10, 20, 30, and 60 min. The substrate with a thin and dense passivation film leads to a low pitting potential but high corrosion resistance. Oxide films of yellowish or brownish color formed below 600°C are mainly iron oxides, which correspond to low corrosion resistance. No passivation characteristics can be observed for polarization curves of oxide films formed at 500°C and 600°C. The color of oxide films varies from blue to dark gray with the increase of oxidation time at 800°C. Corrosion resistance changes with different proportions of Fe₃O₄, Cr₂O₃, and FeCr₂O₄. The gray oxide films formed at 800°C for 30 min exhibit the lowest pitting susceptibility and the highest corrosion resistance.