负向电压对镁合金微弧氧化膜层的影响

研究了负向电压对镁合金微弧氧化陶瓷膜层的表面形貌,厚度及相组成的影响,试验结果表明负向电压对膜层的质量影响很大,它能使膜层表面空隙率降低且光滑平整,并显著提高镁合金微弧氧化的膜层厚度,但同时负向电压的变化应控制在一定范围之内.经对微弧氧化试样的膜层进行SEM、XRD以及厚度的检测,分析了不同负向电压对镁合金微弧氧化膜层的影响,得到一组较为稳定的正负向电压参数,使得镁合金微弧氧化膜层的效果得到较好的提高.     

电流密度对ZK60镁合金微弧氧化膜微观结构及性能的影响

以ZK60作为研究对象在优化电解液中进行微弧氧化,研究不同电流密度对ZK60镁合金微弧氧化膜层的影响,利用电压-时间曲线、扫描电镜、X射线衍射分析及全浸试验等手段对膜层的微观组织和性能等进行测试。结果表明:不同电流密度下微弧氧化过程分为阳极氧化阶段、起弧阶段和微弧氧化膜快速生长阶段,微弧氧化电压随电流密度增加而增大;电流密度为30 A/dm2时膜层微观结构均匀致密,耐蚀性最好;XRD分析表明MgO和Mg2SiO4为膜层主要构成相。     

低温超音速火焰喷涂铝-微弧氧化复合膜的制备与性能研究

先采用低温超音速火焰喷涂技术在AZ91D镁合金表面沉积一层致密的Al涂层,再采用微弧氧化技术进行微弧氧化处理,进而获得复合涂层。对热喷涂铝涂层微弧氧化的成膜过程、氧化膜微观结构和成分、复合涂层的耐腐蚀性能等进行了研究,并与在2024铝合金及AZ91D镁合金表面的微弧氧化过程和氧化膜层进行了对比。结果表明:在Al涂层上微弧氧化形成的微弧氧化膜呈多孔珊瑚状,相结构主要为γ-Al2O3,没有微裂纹产生,其微弧氧化过程与2024铝合金的微弧氧化大致相同;复合涂层具有良好的抗盐雾腐蚀性能,可显著提高镁合金的耐蚀性。     

微弧氧化膜层对压铸镁合金拉伸性能的影响

利用自主开发的微弧氧化工艺处理了实际镁合金压铸试样,并探讨了微弧氧化膜层对镁合金基体拉伸性能的影响。研究发现,微弧氧化处理的镁合金压铸件试样表面的膜层厚度均匀、色泽均一;膜层含有MgO、MgAl2O4及Mg2SiO4等物相,且MgO含量随处理时间的延长而增加;处理时间合适时,膜层几乎不影响镁合金基体的拉伸性能,但随着处理时间的增加,由于膜层中存在的诸多缺陷而使基体的拉伸性能开始有所下降。     

TiN颗粒对镁合金微弧氧化过程及膜层性能的影响

目的分析Ti N颗粒在镁合金微弧氧化过程中的作用,并研究其在膜层中对镁合金硬度、耐磨和耐蚀等性能的影响。方法通过在微弧氧化电解液中添加2.7μm Ti N颗粒,并使其充分分散于电解液中,使电解液中Ti N颗粒的质量浓度分别为0、2、4、6 g/L,并控制其他实验参数(如电流密度、频率、占空比和氧化时间)一样的情况下进行实验,通过电子显微镜、涂层厚度测厚仪、显微维氏硬度计、X射线衍射和电化学工作站,分别从膜层的表面形貌、厚度、硬度、相组成及耐蚀性等方面,研究了Ti N颗粒对镁合金微弧氧化膜层性能的影响。结果在微弧氧化电解液中添加Ti N颗粒后,相同电化学参数下制得的微弧氧化膜层变得致密,厚度、硬度有所增加,氧化膜层主要由Mg、MgO、Mg2Zr5O12、Ti N组成。极化曲线显示,加入Ti N颗粒,制备的微弧氧化膜层比未加入Ti N颗粒制得的膜层的腐蚀电流下降了2个数量级。阻抗图谱表明,电阻值增加了1个数量级。结论 Ti N颗粒能够随镁合金的微弧氧化过程进入制得的氧化膜层中,并且能够增加膜层厚度和硬度,使膜层的耐磨、耐蚀性得到提高。     

KOH 对镁合金微弧氧化过程及膜层耐蚀性的影响

在微弧氧化电解液中引入了KOH添加剂,并在镁合金表面制备了陶瓷膜层,研究了KOH浓度对微弧氧化过程中的膜层生长及膜层耐腐蚀性能的影响。结果表明:在镁合金微弧氧化电解液中引入KOH添加剂可以有效降低微弧氧化过程的起弧电压和工作电压,但是KOH浓度过高会使起弧电压增大;KOH的引入会使膜层中的大尺寸孔隙数目减少,孔隙率提高。为了得到较高的膜层生长速率和较好的耐蚀性,电解液中的KOH剂量以1～3 g/L为宜。     

镁合金表面超声滚压预处理对微弧氧化膜耐蚀性能的影响

镁合金基体首先进行超声滚压预处理后再进行微弧氧化镀膜,结合OM、SEM、EDS、XRD与电化学工作站(模拟体液PBS)对有无超声滚压处理的微弧氧化膜层性能进行测试分析,研究超声滚压处理对镁合金微弧氧化膜层性能的影响.结果 表明:超声滚压处理后镁基体表面粗糙度降低、晶粒细化且硬度提升;与镁合金直接微弧氧化的膜层相比,超声...     

ZK60镁合金微弧氧化改性研究

在NaOH电解液中,对ZK60镁合金进行微弧氧化处理。研究了微弧氧化过程的电压-时间曲线、微弧氧化电流、氧化时间对微弧氧化膜层的显微形貌和厚度的影响,测试了氧化膜的耐蚀性能。研究结果表明:随着微弧氧化电流和时间的增加,表面膜层厚度增加,但膜层中的微孔直径增加,表面粗糙度增加,氧化膜质量降低。在NaOH电解液中,微弧氧化电流为3A、氧化3min后,ZK60镁合金表面形成的氧化膜质量最好,厚度约为19.8μm。XRD分析表明微弧氧化处理后试样表面膜层由MgO相组成。耐腐蚀测试表明微弧氧化后样品的质量出现先增加而后降低的现象,其失重和析氢量均比未微弧氧化样品少,同时溶液pH值变化较慢,这说明微弧氧化后样品的耐腐蚀性提高。     

镁合金微弧氧化膜中微缺陷问题研究进展

针对镁合金的微弧氧化膜,对微缺陷的形成及其影响因素、微缺陷对微弧氧化膜性能及应用的影响、微缺陷的识别技术、后处理手段进行了总结与分析.最后,提出了镁合金微弧氧化膜及其他金属防护层中微缺陷问题的未来研究方向和思路.     

镁合金微弧氧化工艺参数研究

镁合金是目前最轻的金属,它可以部分替代一些钢铁材料来实现材料的轻量化。而且镁合金具有比强度、比刚度较高,减震性、减噪性、加工性较好等优点,市场对它的需求量也越来越大。但是镁合金的电位很低,易与其他金属发生电偶腐蚀,利用微弧氧化可在镁合金表面制得一层综合性能较好、类似陶瓷层的一种膜层,可大大提高镁合金的耐蚀性、耐磨性及耐高温性,因此微弧氧化技术在镁合金表面处理上得到了较快发展。对此,首先介绍了微弧氧化机理的研究现状,总结了微弧氧化过程的几个主要阶段及其主要作用;其次,重点概述了影响镁合金微弧氧化陶瓷膜制备工艺的主要因素,特别是电参数、电解液及氧化时间等对膜层结构、形貌及性能的影响;最后提出目前镁合金微弧氧化工艺存在的几个主要问题,并对其解决办法及应用前景进行了展望。     

电压增幅对镁合金微弧氧化膜层性能的影响

研究了硅酸盐体系微弧氧化过程中,电源电压增幅对放电火花形态及AZ91D镁合金膜层的厚度、表面形貌和耐蚀性有影响。结果表明,随着脉冲电压增加,电弧的弧斑亮度增强、尺寸变大,但数目减少,大弧倾向增加;微弧氧化膜层的厚度增厚,但成膜速率降低;膜层表面熔融物颗粒增大,表面孔径增加,粗糙度增加;腐蚀率呈现出先减小后增加的趋势。当电压增幅为100~150 V时,其过程稳定性、成膜速率、膜层外观质量和耐蚀性等方面的综合性能相对最优。     

Effects of rare earths on the microarc oxidation of a magnesium alloy

The effects of rare earths on the properties of the microarc oxidation（MAO） coating on a magnesium alloy were investigated by means of scanning electron microscopy（SEM）,energy dispersive X-ray spectroscopy（EDS）,and electrochemistry methods.The results show that a nice and compact MAO coating was successfully obtained when the magnesium alloy was treated in nitrate solutions as the pre-treatment of MAO.However,the MAO was not successfully completed for the silicate electrolytes with the addition of rare earths.After the magnesium alloy being treated by rare earth nitrate,the obtained MAO coating has advantages such as uniform distribution of thickness,improved corrosion resistance,and nice-uniform surface,as compared with the untreated magnesium alloy.In addition,the time of non-ESP,the voltage and current density of the MAO process obviously decrease.Cerium oxide doped on the surface of the magnesium alloy can significantly improve the corrosion resistance of the MAO coating and decrease the current density of the MAO process,as compared with lanthanum oxide,whereas the doped rare earths have no significant effect on the components of the MAO coating.     

医用镁合金丝材的微弧氧化表面改性(英文)

在硅酸盐-磷酸盐复合电解质中添加羟基磷灰石纳米粉体和氢氧化钠进行改性处理,然后采用该电解质对医用镁合金丝材进行微弧氧化处理。研究电解质中氢氧化钠含量对镁合金丝材表面陶瓷涂层微观组织结构和性能的影响。结果表明:对电解质改性后,镁合金丝材的微弧氧化起弧电压大降低且氧化速度更快。镁合金丝材在添加2 g/L氢氧化钠的电解质中进行微弧氧化处理后的耐腐蚀性能改善幅度显著。在模拟体液的早期浸泡过程中,微弧氧化处理过的镁合金丝材表现为缓慢且稳定的腐蚀降解。在浸泡28 d后,镁合金丝材表面的保护性陶瓷涂层尚未破坏,但浸泡60 d后,镁合金丝材出现了显著的腐蚀降解。     

负向电压对海洋平台铝合金钻探管表面微弧氧化膜组织和耐蚀性影响

目的 提高海洋平台铝合金钻探管的耐腐蚀性能.方法 采用微弧氧化技术,在海洋平台钻探管用2 A12铝合金表面制备氧化铝陶瓷膜.通过盐雾试验,研究负向电压对微弧氧化膜耐腐蚀性的影响,并通过扫描电子显微镜和光学显微镜对微弧氧化膜的微观形貌、组织结构进行分析.结果 在微弧氧化处理过程中,随着负电压的升高,微弧氧化膜表面的孔径先增大后减小,膜表面变光滑.在一定负电压范围内,Al2 O3相的含量随负电压的升高先增加,当负电压达到一极限值后,Al2 O3相随负电压的升高而减少.负电压的增大能提高微弧氧化膜的耐腐蚀性,当负电压由8 V升高至24 V时,腐蚀速率由0.00568 g/(dm2·h)降低至0.00028 g/(dm2·h),前者是后者的20倍;当负电压为4 V时,部分膜层剥落,腐蚀严重;当负电压增至24 V时,有效延缓了微弧氧化膜的腐蚀程度.结论 在微弧氧化处理过程中,负电压对微弧氧化膜的制备有较大影响,增大负电压能有效提高微弧氧化膜的耐腐蚀性,此外基体本身所含的Fe、S等杂质是影响微弧氧化膜的主要因素.     

Influence of sodium silicate concentration on properties of micro arc oxidation coatings formed on AZ91HP magnesium alloys

In a base solution containing 10 g/L sodium hydroxide and 12 g/L phytic acid, the influence of sodium silicate concentration on the formation and properties of anodic coatings obtained by micro arc oxidation (MAO) on magnesium alloys was systematically studied. The results demonstrate that sodium silicate can increase the solution conductivity, decrease the final voltage and change the coating color. Amorphous magnesium silicate is detected and the silicon content in the coatings continually increases with the increasing of sodium silicate concentration. Silicate ions can simultaneously combine with magnesium and aluminum ions to develop anodic coatings, while phytic acid radicals preferentially react with magnesium ions. Sodium silicate can further improve the corrosion resistance of MAO treated magnesium and the coating shows the best corrosion resistance in the base solution with 10 g/L sodium silicate.     

Effect of Na2CO3 on Energy Consumption of Micro-arc Oxidation of Magnesium Alloy

Micro-arc oxidation(MAO)coatings were fabricated on AZ31 magnesium alloy and the effect of Na2CO3 on the energy consumption was studied.The results show that the concentration of Na2CO3 has a critical effect on the discharge behavior of MAO process.With increasing the Na2CO3 concentration in the electrolyte,the arcing voltage and working voltage decrease.A proper concentration is needed to achieve the highest growth rate of the coatings and the lowest energy consumption per unit coating volume.The addition of Na2CO3 decreases the arcing and working voltage of MAO discharge.It is attributed to that the Na2CO3 leads to much more micropores due to the decomposition of MgCO3 to produce more gas.     

终止电压对MB8镁合金微弧氧化膜耐蚀性的影响

采用SEM、XRD、动电位极化曲线及电化学阻抗等测试方法,研究了MB8镁合金微弧氧化过程中不同终止电压下获得的陶瓷膜层的耐蚀性能.结果表明:终止电压越高,膜层越厚;微火花阶段,膜层表面均匀、结晶细致,腐蚀电流密度较小,阻抗较大;弧放电阶段,膜层孔径变大,陶瓷层内显微缺陷增多,腐蚀电流密度增大,阻抗减小.由此得出结论:膜层耐蚀性能由膜层厚度与终止电压共同决定,微火花放电末期膜层的耐蚀性能优于弧放电阶段的耐蚀性能.     

Ti Coating on Magnesium Alloy by Arc-Added Glow Discharge Plasma Penetrating Technique

MAGNESIUM is the8th most abundant element on theearth.Because of that it has some advantageousproperties such as high ratio of strength/weight with adensity that is only2/3that of aluminum and1/4that ofiron,high ratio of rigidity/mass,special characteristicsof electromagnetic shield and shock absorption,excellent cutting and polishing performances,magnesium alloys have been used widely by widely inmany manufacturing industries including aerospace,automobile,electronics and so on.But there i…     

超高频脉冲电流作用下纳米Al2O3颗粒对Mg-Gd-Y-Zr合金微弧氧化涂层的影响

目的 进一步提高Mg-Gd-Y-Zr合金微弧氧化涂层的耐腐蚀性能。方法 采用超高频微弧氧化技术在含有Al2O3纳米颗粒的溶液中制备了微弧氧化涂层。利用扫描电子显微镜(FESEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对微弧氧化涂层的表面形貌、截面形貌、成分和晶体结构进行分析。利用极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)测试了涂层的耐腐蚀性能。结果 频率由0.5 kHz提升至20 kHz后,涂层表面放电孔洞面积由0.07~24.4 μm²降低至0.08~6.3 μm²,涂层的孔隙率由6.47%减小至3.35%。Al2O3纳米颗粒的添加使超高频涂层表面形成大量自封闭孔洞结构,进而进一步降低了涂层表面的孔径面积(0.1~ 4.63 μm²)和孔隙率(0.97%)。极化试验表明,提高频率至20 kHz,涂层的自腐蚀电流密度由4.7×10^‒6 A/cm²降低至4.7×10^‒7 A/cm² ,添加 Al2O3纳米颗粒,涂层的自腐蚀电流密度进一步降低至1.7×10^‒7 A/cm²,表明其耐蚀性能显著提高。阻抗谱显示,20 kHz-Al涂层具有最大的阻抗,说明该工艺可有效提高微弧氧化涂层的耐蚀性能。 结论 超高频可有效降低放电孔洞尺寸,提高微弧氧化涂层的致密性,改善涂层的耐腐蚀性能。超高频与Al2O3纳米粒子的协同作用使涂层表面形成自封闭孔洞结构,进一步提高微弧氧化涂层的致密性和耐腐蚀性能。     

Characteristics of anodic coatings oxidized to different voltage on AZ91D Mg alloy by micro‐arc oxidization technique

With increasing applied voltage, three types of anodic coatings, passive film, micro‐spark ceramic coating and spark ceramic coating were made by micro‐arc oxidization (MAO) technique on AZ91D magnesium alloy in alkali‐silicate solution. The structure, composition characteristics and the electrochemical properties of coatings were also studied with SEM, XRD and EIS (electrochemical impedance spectroscopy) technique, respectively. It is found that the electrochemical properties are closely related to the structure and composition characteristics of the anodic coatings. At the same time, the characteristics of the three types of anodic coatings differ significantly, among them, the micro‐spark ceramic coating, prepared in the voltage range of 170~220V exhibits compact, homogeneous structure and highest corrosion‐resistance.