Ti75钛合金微弧氧化膜的制备及性能

在含硅酸钠10g/L、六偏磷酸钠2g/L、柠檬酸钠2g/L和添加剂4g/L的电解液中,以微弧氧化技术在Ti75钛合金的表面成功制备了微弧氧化膜。采用涡流测厚仪、扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计等手段研究了微弧氧化电压和时间对钛合金微弧氧化膜厚度的影响,分析了氧化膜层的表面形貌、组成、硬度、耐蚀性能及高温性能。结果表明,微弧氧化膜层主要由金红石型和锐钛矿型二氧化钛组成。氧化电压升高,膜层厚度增加;氧化时间延长,初期膜层厚度增加明显,20min后膜厚增加减缓。经微弧氧化处理后,钛合金的硬度、耐蚀性能和高温抗氧化性能均得到了明显改善。     

电流密度对TC4钛合金微弧氧化陶瓷膜性能的影响

采用恒流和梯度电流两种方式对TC4钛合金进行微弧氧化,微弧氧化液组成和工艺参数为:Na2SiO3 16 g/L,(NaPO3)68 g/L,NaF 2 g/L,频率500 Hz,占空比10%。研究了不同电流模式下电压随微弧氧化时间的变化。对比研究了两种电流模式下所得微弧氧化膜的表面形貌、厚度、粗糙度、显微硬度等性能。结果表明,恒流模式下,随电流密度升高,氧化膜层的终止电压、厚度、粗糙度和表面微孔直径增大,显微硬度先增大后减小;与恒流模式膜层相比,梯度电流模式下所得氧化膜层较厚,粗糙度较低,硬度高,表面微孔直径较小。较适宜的恒流电流密度和梯度电流密度分别为10 A/dm2和15–5 A/dm2,而后者所得膜层的综合性能优于前者所得膜层。     

纳米二氧化钛对铸造铝铜合金微弧氧化膜层性能的影响

借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、电导率测试仪、覆层测厚仪、显微硬度仪、VSP电化学工作站和数控磨损试验机等分析手段,探究在硅酸盐电解液中加入不同含量的纳米TiO2对铸造铝铜合金微弧氧化陶瓷膜层微观结构、厚度、显微硬度、耐腐蚀性及耐磨性的影响。结果表明,硅酸盐电解液中加入的纳米TiO2参与并促进了微弧氧化反应,使得膜层的缺陷减少,致密度提高,膜层中的α-Al2O3含量增加,从而改善了铸造铝铜合金微弧氧化膜层的综合性能。当纳米TiO2的添加量为3 g/L时,膜层的厚度为69μm,显微硬度达510 HV,极化电阻Rp提高了23倍,摩擦因数较低(约为0.22),耐蚀性及耐磨性较佳。     

阳极电压对钛合金微弧氧化膜性能的影响

摘要：在不同阳极电压下对Ti-6Al-4V合金进行了微弧氧化处理。考察了阳极电压对氧化膜生长速率、表面形貌、相组成及硬度的影响，并对其摩擦学性能进行了表征。研究结果表明，随着阳极电压的升高，氧化膜表面微孔数量减少，表面微孔孔径、粗糙度、氧化膜生长速率均增大，表面硬度先增大后减小。微弧氧化膜主要由Al3TiO5相和金红石TiO2相组成，随着阳极电压的升高，两者相对比例逐渐增大。阳极电压对微弧氧化膜与钢球的摩擦系数影响不大，但对磨损率影响较大，磨损率随阳极电压的升高先减小后增大，氧化膜均具有较好的耐磨性。     

脉冲占空比对钛合金微弧氧化膜及电流密度的影响

采用恒压模式在Na2SiO3-NaH2PO4-EDTA·2Na溶液中用微弧氧化法在钛合金表面制备了陶瓷涂层,研究了脉冲占空比对陶瓷膜相组成、厚度、表面形貌以及电流密度的影响.结果表明:陶瓷膜主要由锐钛矿型TiO2、金红石型TiO2 相组成,随占空比的增加,陶瓷膜中的金红石型TiO2相对含量增加;随占空比的增加,陶瓷膜生...     

微弧氧化法制备硫离子掺杂TiO_2薄膜及光催化制氢性能研究

以Na2SO3作为硫源,采用微弧氧化法法制备了硫离子掺杂TiO2薄膜(S-TiO2),利用XRD、UV-Vis、SEM和XPS等测试手段对上述催化剂进行了表征。分析结果表明,TiO2膜层只生成单一相的锐钛矿,并没有发现金红石相TiO2的特征峰;TiO2膜层的晶相组成及表面形貌没有受到硫源加入的影响;S离子掺杂后TiO2薄膜的吸收边发生红移,表明薄膜对可见光有一定的响应。Na2SO3添加浓度为0.03mol/L时,制备的S-TiO2光催化产氢速率达到0.279μmol/cm2·h。     

镁-锂合金阳极氧化工艺的研究

采用阳极氧化技术提高镁一锂合金的耐蚀性.使用一种无铬环保型碱性电解液得到了有一定耐蚀性的白色氧化膜.用正交实验优选了电解液中三种组分的质量浓度;用扫描电镜分析了氧化膜表面形貌;用极化曲线研究了氧化膜的电化学腐蚀行为.结果表明:当电解液组成为NaOH 50 g/L,Na2SiO3·9H20 40 g/L,Na2B47·10H2O 30 g/L,Na3C6H5O7·2H2O 40g/L时,获得的阳极氧化膜的耐蚀性最好.EDS和XRD分析表明:氧化膜主要是由MgO,MgCO3两相组成.     

Na2SiO3电解液体系中CaCl2/MgCl2加入量对Ti6Al4V合金微弧氧化膜层特性的影响

本文以Na2SiO3为基础电解液体系,加入一定量的CaCl2及MgCl2,对Ti6Al4V合金表面进行微弧氧化,研究CaCl2及MgCl2的加入对Ti6Al4V合金表面微弧氧化膜形成过程及其特性的影响规律。试验结果表明:CaCl2及MgCl2加入量从0.05g/L增加到0.35 g/L的过程中,正向起弧电压分别从350V增加至358V、330V增加至369V。SEM形貌分析显示,随着电解液中CaCl2的加入量增加,氧化膜层表面的孔洞减少,膜层表面出现直径约为5μm的颗粒状陶瓷,膜层变得疏松;MgCl2的加入量增加,氧化膜表面孔洞减少。EDS分析结果显示加入CaCl2、MgCl2的电解液中获得的膜层组成元素分别是Ti、Na、Al、Si、P、O,与基础电解液体系相比较,Ca元素有所增加,Mg元素变化不明显。XRD分析结果表明,CaCl2加入到电解液中出现了更多的金红石相TiO2的衍射峰;MgCl2加入电解液中之后,锐钛矿相TiO2有所增加。     

硼酸对铝合金微弧氧化膜耐蚀性的影响

研究了硼酸质量浓度对6060铝合金表面微弧氧化膜组织和性能的影响。对在不同硼酸质量浓度下生成的铝合金微弧氧化膜的表面形貌及相组成进行了分析;并通过腐蚀试验评价其耐腐蚀性能。结果表明:微弧氧化膜主要由α-Al2O3和γ-Al2O3相组成,当硼酸质量浓度为1g/L时,膜层的表面粗糙度最低;当硼酸质量浓度为1.5g/L时,膜层耐蚀性能最佳。     

添加剂铬酸钾对TC4钛合金微弧氧化膜层性能的影响

以TC4钛合金为基体,在硅酸钠电解液中进行微弧氧化(MAO)。电解液的主要成分为Na2SiO3、Na3PO4和NaOH,工艺条件为:电压450V,频率500Hz,占空比30%,时间5min。通过向电解液中添加0.5g/LK2CrO4对微弧氧化膜层进行着色。采用涡流测厚仪、维氏硬度计、扫描电镜、X射线荧光光谱分析仪以及中性盐雾试验等,研究了K2CrO4添加剂对膜层厚度、显微硬度和形貌等性能的影响。结果表明,所得微弧氧化膜层为典型的不规则多孔氧化物陶瓷膜层,显微硬度和耐蚀性明显优于基材。在电解液中加入K2CrO4后,MAO膜层由灰色转变为深黄色;K2CrO4使膜层粗糙度和孔径增大,与基体结合处的缺陷减少,结合力增强;膜层的脆性和内应力降低,耐蚀性增强。     

ZE10镁合金微弧氧化膜层的制备及耐蚀性研究

采用含硅酸钠14g/LK、氟化钠14g/L、氢氧化钠2g/L和甘油5 mL/L的电解液,以微弧氧化技术在ZE10镁合金的表面成功制备了微弧氧化膜.采用涡流测厚仪、扫描电镜、X射线衍射、电化学工作站等,研究了电压和时间对镁合金微弧氧化膜的厚度、表面形貌和耐蚀性的影响.结果表明,微弧氧化膜层主要由MgO、MgF2和Mg2S...     

电极电压对纯钛表面微弧氧化陶瓷膜结构及特性的影响

采用微弧氧化处理技术,在纯钛表面制备了含钙磷的多孔复合陶瓷膜,考察了微弧氧化时的电极电压对复合陶瓷膜的形貌、结构、成分和性能的影响.结果表明:在400～500 V的电压范围内,样品表面均形成了含有钙磷的多孔陶瓷膜,随着电极电压的升高,膜层表面微孔数日减少.孔径增大,膜层厚度增加.在400 V时,膜层的相构成为Ti 锐钛矿相TiO2 Ca3(PO4)2;在450 V和500 V时,膜层的相构成均为Ti 锐钛矿相TiO2 金红石相TiO2,Ca3(PO4)2消失,且随着电压的升高,锐钛矿相TiO2减少,金红石相TiO2增多.膜层中的钙磷摩尔比均随电压的升高而增大.在450V和500V时,膜层的临界载荷值分别为29.5N和14.8N.     

含Ce（SO4）2电解液体系中所形成AZ91D微弧氧化膜层的表征

在微弧氧化过程中,电解液的组成对氧化膜层的形成具有重要作用。本文研究了Na2SiO3电解液体系中,Ce(SO4)2的含量对AZ91D微弧氧化膜层特性的影响。测定了氧化膜层的厚度,并用XRD、SEM对氧化膜进行了相组成及表面形貌的分析。结果表明:Ce(SO4)2在0.10～0.30g/L范围内逐渐增加时,陶瓷层的厚度呈现出先增大后减小的趋势,随着Ce(SO4)2含量的增加,氧化膜层表面孔洞直径减小,且裂纹明显减少,氧化膜层较为平整、均匀。XRD分析结果显示,氧化膜层主要由立方结构MgO和镁橄榄石相Mg2SiO4构成。     

电流密度对铝合金微弧氧化陶瓷膜性能的影响

主要研究了电流密度对铝合金表面微弧氧化膜组织和性能的影响,使用扫描电子显微镜、激光共聚焦电子显微镜和X-射线衍射仪对不同电流密度下制备的微弧氧化膜的表面形貌和相组成进行了分析,同时测定了其表面显微硬度。结果表明,铝合金表面微弧氧化膜主要由α-Al2O3和γ-Al2O3组成,而且Ja高对陶瓷膜中α-Al2O3相的影响较γ-Al2O3大,Jκ/Ja对膜中γ-Al2O3相的影响较大,对微观结构有较大影响。高Ja制备的陶瓷膜主要组成相为α-Al2O3,低Ja为γ-Al2O3相,并确定了当Ja为6A/dm2,Jκ/Ja为0.8时陶瓷膜硬度最大可达1540HV。     

电刷镀制备镍/钴多层膜的工艺优化

采用单液法电刷镀制备200μm厚的Ni/Co多层膜镀层。镀液配方和工艺为:NiSO_4·7H_2O 250 g/L,CoSO_4·7H_2O 17~50 g/L,H_3BO_3 35 g/L,NaCl 20 g/L,十二烷基硫酸钠0.1~0.5 g/L,pH 2.0~5.0,温度40~60℃。通过单因素试验确定镀液的CoSO_4·7H_2O与NiSO_4·7H_2O的质量浓度比为1∶10,镍、钴单层的沉积电压分别为9.0 V和3.5 V。通过对比不同厚度单层膜的Ni/Co多层膜镀层的表面形貌、元素组成、表面粗糙度、显微硬度和耐磨性能,分析单层膜厚度变化对Ni/Co多层膜镀层性能的影响,最终确定较优单层膜厚度为4μm。所得Ni/Co多层膜镀层的显微硬度为496.8 HV,摩擦因数为0.42,耐磨性最好。     

电流密度对不锈钢基β-二氧化铅-二氧化钛-四氧化三钴复合镀层性能的影响

研究了电流密度对不锈钢基β-PbO2-TiO2-Co3O4复合镀层的沉积速率、显微硬度、表面形貌、结合力、电催化活性等性能的影响。镀液组成和其他工艺条件为:Pb(NO3)2250g/L,HNO310g/L,NaF0.5g/L,TiO215g/L,Co3O430g/L,温度50℃,pH1～2,沉积时间4h。通过扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪分析了复合镀层的形貌、组成和构相。结果表明,最佳电流密度为4A/dm2。在4A/dm2下,β-PbO2-TiO2-Co3O4复合镀层的沉积速率为15.31g/(h·dm2),显微硬度为653.3HV,表面平整、致密。镀层中Ti、Co的摩尔分数分别为2.22%和4.37%,表明TiO2和Co3O4颗粒与β-PbO2镀层实现了共沉积。     

氧化时间对6063铝合金微弧氧化陶瓷膜的影响

采用微弧氧化技术在以Na2SiO3为主的碱性电解液中于6063铝合金表面制得均匀的陶瓷膜。研究了陶瓷膜的生长规律,采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分别观察和分析了不同氧化时间下制备的陶瓷膜的表面形貌及相组成,并研究了陶瓷膜的完整性和耐腐蚀性能。结果表明,随着氧化时间的延长,膜层的总厚度逐渐增加,膜层的生长由向外生长逐渐过渡到向内生长,表面粗糙度线性增加。膜层内部致密层的硬度高于外面疏松层的硬度,并随着氧化时间的延长,两者硬度的差值增大。膜层主要由α-Al2O3和γ-Al2O3组成,且随着氧化时间的延长,γ-Al2O3含量逐渐减少而α-Al2O3的含量逐渐增加。不同氧化时间所得陶瓷膜的γ值均大于1,膜层的完整性符合要求,在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的耐蚀性随着氧化时间的延长而先增大后减小。     

15SiCp/2024铝基复合材料表面微弧氧化膜的摩擦学特性

利用微弧氧化方法在15SiCp/2024铝基复合材料表面制备了一层较厚的陶瓷膜.分析了膜层的成分、结构和硬度分布.通过SRV球盘摩擦磨损实验研究了陶瓷膜的摩擦学行为,分析了磨痕的形貌特征.结果表明:微弧氧化膜由疏松的外层和致密的内层组成.致密层主要包括莫来石、a-Al2O3和γ-Al2O3相.膜层的最大显微硬度超过20GPa.抛光复合材料后的陶瓷膜致密层与ZrO2球对磨的干摩擦系数约为0.36;其磨损率只有基体的1/50.微弧氧化表面处理较大地提高了铝基复合材料的耐磨性.     

LY2铝合金运动器材的耐腐蚀性能研究

研究了微弧氧化主盐溶液中十二烷基苯磺酸钠和十二烷基硫酸钠浓度对运动器材用LY2铝合金表面微弧氧化膜层厚度、膜层表面和截面形貌、物相组成和电化学性能的影响。结果表明,随着电解液中十二烷基苯磺酸钠浓度的提高,微弧氧化涂层的厚度呈现先增加而后减小的趋势,在十二烷基苯磺酸钠浓度为0.04g/L时取得涂层厚度最大值;随着电解液中十二烷基硫酸钠浓度的提高,微弧氧化涂层的厚度呈现波浪形变化,但是整体呈现出降低的特征;添加不同浓度十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠后得到的微弧氧化涂层的腐蚀电位都要相对基础主盐涂层更正,相应的耐腐蚀性能更好,且在主盐溶液中添加0.08g/L十二烷基苯磺酸钠或者0.03g/L十二烷基硫酸钠可以获得耐腐蚀性能较好的涂层;微弧氧化膜层的厚度与耐腐蚀性能之间没有明显的对应关系,而与膜层中显微孔洞数量及其分布有关。     

工业纯钛TA2的阳极氧化工艺研究

通过对以C6H11O7Na,Na3PO4两种成分为电解液所形成的阳极氧化膜性能的比较,选用Na3PO4为主要成分的电解液。采用正交实验着重分析了Na3PO4的质量浓度、电压及氧化时间对在工业纯钛TA2上所形成的阳极氧化膜的显微硬度和耐蚀性的影响。结果表明:随Na3PO4的质量浓度的增大,其硬度和耐蚀性都呈增大趋势。综合阳极氧化膜的成膜速率和颜色的均匀性,得出工业纯钛TA2阳极氧化的最佳工艺条件为:Na3PO4200 g/L,电压20 V,氧化时间20 min。