化学转化处理时间对2198铝锂合金硝酸铈转化膜耐蚀性的影响

选用2198铝锂合金作为实验材料，以Ce(NO₃)₃为成膜主盐、H₂O₂作为氧化剂，在其表面制备了一种环保型稀土化学转化膜。采用化学浸泡法，在30℃的温度下对合金进行不同时间的化学转化处理，研究化学转化时间对合金硝酸铈转化膜耐蚀性的影响。测量化学转化膜形成过程中Ce(NO₃)₃溶液的pH变化，试样的开路电位和重量变化；利用扫描电镜和能谱(SEM/EDS)以及X射线光电子能谱(XPS)对化学转化膜层表面形貌进行观察，并对膜的组成进行分析；利用极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)研究转化膜的耐蚀性能。结果表明：2198铝锂合金表面生成的化学转化膜呈深黄色，生成的化学转化膜能够覆盖合金表面，含有Al,Ce,O和少量的Cu元素。XPS分析表明，2198铝锂合金的化学转化膜的主要成分为Ce(OH)₄,Ce(OH)₃,CeO₂,Ce₂O₃和Al₂     

含Ce(SO_4)_2电解液中Na_5P_3O_(10)对ZAlSi12合金微弧氧化陶瓷层的改性研究

在Na2SiO3电解液体系中,添加Ce(SO4)2及Na5P3O10,在ZAlSi12合金表面制得微弧氧化陶瓷层。研究了Ce(SO4)2及Na5P3O10加入对所获陶瓷层的厚度、表面形貌、相组成的影响。结果表明,电解液中Na5P3O10加入量为0.5g/L时,氧化层厚度达到140μm,表面有较多裂纹。XRD分析表明,微弧氧化膜主要由A12O3相组成;EDS分析膜层组成元素分别是O、Na、Al、Si;加入Na5P3O10后,Ce含量提高。     

锌镀层表面稀土转化膜成膜机理分析(Ⅰ)

将镀锌层浸泡于以Ce(NO3)3.6H2O为主盐、以30%H2O2为氧化剂的稀土转化膜处理液中,通过计算界面上pH可达到的最大值、Ce-H2O系电位-pH图及Zn-H2O系电位-pH图,推断稀土转化膜可能是由ZnO、CeO2、Ce2O3、Ce(OH)3及Ce(OH)4构成;同时利用X射线光电子能谱仪对该铈盐转化膜表面进行成分分析,结果表明,铈盐转化膜主要是由ZnO、CeO2、Ce2O3、Ce(OH)3、Ce(OH)4构成的复合膜层,这与热力学分析计算相吻合。     

铝管表面硅烷稀土复合膜的制备及性能研究

在60℃时采用浸渍法制备硅烷稀土复合膜,通过先在试样表面自组装一层γ-氨丙基三乙氧基(γ-APS)硅烷薄膜,再在膜上沉积稀土铈转化膜制得硅烷稀土复合膜。采用电化学、失重和盐雾实验对铝管表面硅烷稀土复合膜的耐蚀性进行考察。线性电位扫描、Tafel曲线和交流阻抗(EIS)的结果均表明其耐蚀性与空白样相比,极化电阻和自腐蚀电流均提高了两个数量级,阻抗阻值提高了2倍;盐雾实验结果也表明其抗蚀能力提高了3倍;SEM显示其复合膜层均匀致密,EDS检测分析表明复合膜主要由N,O,Si,Al和Ce等元素组成;初步探讨了复合膜的耐蚀机制。     

Al_(88)Ce_8Co_4非晶合金在NaCl溶液中的腐蚀行为研究

利用极化曲线测试方法、交流阻抗技术研究了Al88Ce8Co4非晶合金在NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。研究结果表明,Al88Ce8Co4非晶合金在NaCl溶液中具有很好的耐腐蚀性能。NaCl溶液浓度严重影响Al88Ce8Co4非晶合金的抗腐蚀性能,在所研究的浓度范围内,极化曲线都表现出明显的钝化趋势,EIS图谱均由单一的容抗弧构成。在浓度为0.5mol/L~2mol/L范围内,随浓度的增加,自腐蚀电位有向负方向移动的趋势,腐蚀电流密度逐渐降低,电荷转移电阻逐渐增大,当浓度达到4mol/L时,自腐蚀电位向负方向移动较大,相较于2mol/L时,腐蚀电流密度又有所升高,电荷转移电阻有所降低。     

活性炭孔分布对其电容衰减性能的影响

以8种不同孔结构的活性炭为实验对象,利用低温N2(77 K)吸附法测定活性炭的比表面积和孔径分布,并将其涂布到铝箔集流体上组装成双电层超级电容器。以1 mol/L四氟硼酸四乙基铵的乙腈溶液(Et4NBF4/AN)为电解液,利用循环伏安和恒流充放电技术研究活性炭的比表面积、中孔和微孔分布以及孔容等对双电层电容器倍率衰减性能的影响。结果表明:活性炭的比表面积、孔径和孔容的适量增大均能提高活性炭的比容量;中孔的适量增加不仅可以减小超级电容器的电阻,还可以提高活性炭的大电流充放电性能,降低大电流充放电时的电容衰减。当电流密度从0.15 A/g增大到9.6 A/g时:中孔活性炭的比电容衰减率平均为14.13%,而微孔活性炭的平均衰减率为20.58%;中孔表面积对比电容的贡献由10.10μF/cm2下降至9.95μF/cm2,而微孔表面积的贡献则由5.68μF/cm2下降至4.21μF/cm2。     

富Ce混合稀土阻燃ZM5合金氧化膜结构分析

在ZM5镁合金中添加0.1%混合稀土RE(富Ce混合稀土)时,阻燃效果最佳,镁合金起燃温度提高到800℃以上。对该合金表面进行了DSC、SEM和XRD分析。结果表明:在高温熔炼时合金表面生成了一层由(RE)2O3、MgO和Al2O3组成的厚度为2-4μm的致密氧化膜。通过热力学研究氧化膜的形成过程发现,RE与MgO发生交互反应,使中间层的(RE)2O3增加,导致中间层致密度增加,致密的氧化膜抑制了基体镁合金的进一步氧化。     

放电等离子烧结温度对Ti-13Nb-13Zr合金在人工模拟体液中耐腐蚀性能的影响

利用放电等离子烧结技术(spark plasma sintering,SPS)制备Ti-13Nb-13Zr(TNZ)生物医用合金,采用开路电位、动电位极化曲线、电化学阻抗谱和X射线光电子能谱等研究烧结温度对合金在Hank’s人工模拟体液中电化学腐蚀性能的影响,并与纯Ti(TA1)和Ti-6Al-4V(TC4)合金进行对比。结果表明:与TA1和TC4合金相比,SPS制备的TNZ合金具有较高的自然腐蚀电位Ecorr、较低的极化电流密度icorr以及较高的线性极化电阻Rp,并随烧结温度升高,耐腐蚀性能逐渐增强。该合金在模拟人工体液中耐腐蚀性能优异的主要原因是合金表面形成稳定、均匀且保护性更强的复合氧化物钝化膜,钝化膜由Ti O2,Nb2O5和Zr O2组成;随烧结温度升高,合金获得较高的致密度和近β型单相组织,耐腐蚀性能提高。     

镁合金体育器械的表面改性与性能研究

采用磁控溅射和微弧氧化方法对AZ31B合金进行了表面改性处理,对比分析了AZ31B合金基体、磁控溅射Zr膜和微弧氧化ZrO_2膜的显微形貌、耐蚀性能和耐磨性能。结果表明:磁控溅射Zr膜与AZ31B合金基体实现了良好的冶金结合,界面处未见异常气孔或微裂纹存在,膜层厚度约为4μm;微弧氧化膜层表面存在随机分布的尺寸约在2～10μm的火山喷射状微孔。ZrO_2-AZ31B试样的表面硬度达到332.91 HV,相较于AZ31B合金基体提高422%,相较于Zr-AZ31B试样提高328%。Zr膜和ZrO_2膜从开始浸入直至最后的开路电位相较于AZ31B基体都更加稳定,且在相同时间下ZrO_2膜的开路电位最正;Zr膜和ZrO_2膜的腐蚀电位都相较于AZ31B合金基体发生了正向移动,腐蚀电流密度明显减小,经过磁控溅射和微弧氧化改性都可以提升AZ31B合金的耐蚀性能,且ZrO_2-AZ31B试样具有最佳的耐蚀性能;相较于AZ31B合金基体和Zr膜试样,ZrO_2膜试样的磨痕深度最浅、磨痕宽度和磨痕体积最小;无论在干摩擦还是在模拟人体汗液的湿摩擦条件下,比磨损率由高到低顺序为:AZ31合金基体Zr膜ZrO_2膜,微弧氧化ZrO_2膜具有相对更好的耐磨性能。     

Ti6Al4V合金热浸铝研究

采用热浸镀法在Ti6Al4V合金表面制备出TiAl3金属间化合物涂层,并在不同温度下对浸镀后的试样进行热扩散处理.通过XRD、SEM等分析手段对涂层结构和成分进行测试分析,探讨涂层形成机理.结果表明:Ti6Al4V合金经750℃ 5 min热浸铝后,在其表面形成了由纯铝和TiAl3组成的涂层,TiAl3合金层厚约1.5 μm;经550℃退火5h后,TiAl3含量增多而纯铝层含量则相应减少,纯铝层几近消失,合金层厚度约为40μm,涂层致密;经930℃退火5h后,表面的涂层转化为单相的TiAl3,产物纯净,但涂层中出现了较多的孔洞,自涂层表面到钛合金基体,孔洞浓度呈梯度变化.     

铜钴合金单膜电化学溶解造液试验研究

在酸性条件下H2O2／O2及Fe^3＋／Fe^2＋的平衡电位远正于H^＋／H2和Cu^2＋／Cu。采用阴离子膜分隔阴、阳极室,以空气作氧化剂,使氧在阴极放电或氧化二价铁离子成三价,三价铁离子在阴极表面放电,实现铜钻合金单膜低压电溶解。实验确定的工艺条件为：槽电压0．32～0．55V,温度为60℃,相邻两极表面间距3cm,阴极室H2SO4浓度35g/L,FeSO4浓度76g/L,鼓氧充足,阳极室H2SO4浓度25g/L,实验电流密度可达300—500A/m^2,电流效率达98．7％。     

AZ31镁合金表面钼酸盐转化膜的制备与耐蚀性能

以Na2Mo O4为主盐,与氧化剂H2O2、成膜促进剂NaF和Na2Si O3一起组成化学转化液,在AZ31镁合金表面制备钼酸盐转化膜,利用扫描电镜和X线光电子能谱仪分析转化膜的形貌和组成,通过电化学阻抗测试研究转化膜在3.5%Na Cl溶液中的腐蚀行为,并讨论成膜机理,研究转化液中Na2Mo O4浓度与p H以及成膜温度和时间对薄膜结构与耐腐蚀性能的影响。结果表明:转化液的优化组成为0.2 mol/L Na2Mo O4+0.12 mol/L NaF+0.014mol/L Na2Si O3+0.012 mol/L H2O2;优化工艺条件为p H=5,温度60℃,转化时间30 min;转化膜为黄棕色,主要由Mg Mo O4,Mg F2,Mo O2,Mo O3和Mg Si O3组成,转化膜宏观上完整均匀,存在网状微裂纹;钼酸盐转化膜能有效提高AZ31镁合金的耐腐蚀性能,对基体合金有一定的保护作用。     

化学置换法制备核-壳结构(Cu-Sn)/Fe复合粉末

与氰化物镀Cu-Sn合金及电镀Cu-Sn合金相比,化学法制备Cu-Sn包覆层具有环境污染小,能耗低的特点。在含有硫酸铜、氯化亚锡、硫酸、表面活性剂、络合剂及稳定剂等成分的溶液中,通过置换反应在铁粉表面包覆一层Cu-Sn合金,研究包覆层的形貌和主要成分以及添加剂的适宜浓度范围。结果表明,在含有15~20 g/L CuSO4.5H2O,35~40 g/L SnCl2.2H2O,22~30 g/L EDTANa2.2H2O,8 g/L聚乙二醇,2.5 g/L对苯二酚,0.3 mol/L H2SO4的溶液中,获得的(Cu-Sn)/Fe复合粉末表面为金黄色,包覆层厚约2μm,Sn的质量分数为7%~8%,Cu-Sn合金均匀连续地包覆在铁粉表面。     

微弧氧化对7050铝合金腐蚀行为的影响

采用微弧氧化(MAO)技术在7050铝合金表面制备了陶瓷膜层,运用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)表征陶瓷膜微观结构,采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)和慢应变速率拉伸试验(SSRT)研究了微弧氧化膜对7050铝合金在3.5%(质量分数) NaCl水溶液中腐蚀和应力腐蚀开裂(SCC)行为的影响.结果表明:微弧氧化膜层由表面疏松层与内部致密层组成,表面疏松层主要由Al₂O₃组成,内部致密层由氧化铝与铝烧结而成.微弧氧化膜层可以有效抑制7050铝合金表面的腐蚀萌生及明显降低腐蚀速率,且使7050铝合金的应力腐蚀敏感性出现显著下降.      

Ce和Re对CoNiCrAlY合金1000℃氧化行为的影响

在热障涂层粘结层用CoNiCrAl Y合金中添加适量活性元素Ce和合金元素Re,1000℃空气气氛下进行恒温氧化,测试合金氧化动力学,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜/能谱(SEM/EDS)等手段观测氧化产物的物相组成和转变、氧化膜结构,进而比较添加适量活性元素Ce和合金元素Re对合金氧化行为的影响。结果表明,当前氧化条件下,合金氧化动力学可以划分为两个阶段:氧化初期,氧化速率较快;稳定氧化阶段,氧化产物由亚稳态θ-Al2O3转化成稳态α-Al2O3,氧化速率明显降低。CoNiCrAl Y合金表面形成了单一Al2O3膜,而CoNiCrAl YRe合金生成了富Cr氧化物外层+Al_2O_3内层双层氧化膜,并且在贫铝区形成了少量内氮化物。0.1%Ce(质量分数)的加入促进了Al的选择性氧化,加快了Al2O3的相转变,从而促进保护性α-Al2O3氧化膜的更快形成,使得CoNiCrAl Y合金稳定氧化阶段氧化速率常数由3.3×10~(-13)g~2·cm~(-4)·s~(-1)降低为1.5×10~(-13)g~2·cm~(-4)·s~(-1)。而且,Ce和Re元素共同存在时对合金抗氧化性能的改善效果更显著,CoNiCrAl YRe Ce合金表面形成了单一、连续、致密的Al_2O_3保护膜,Ce的加入使得含Re合金CoNiCrAl YRe的稳定氧化阶段氧化速率常数由2.8×10~(-13)g~2·cm~(-4)·s~(-1)降低为7.5×10~(-14)g~2·cm~(-4)·s~(-1)。     

Ce含量对Al在3.5％NaCl溶液中腐蚀行为影响的研究

稀土元素及其含量对铝合金耐腐蚀性能的影响及其机制是铝合金开发利用的重要研究课题,采用高频熔炼方法制备Al1-xCex(x=0,0.2％,2.0％(原子分数))合金,通过X射线衍射、金相分析、电化学测试、扫描电镜和能谱等分别对制备的Al1-xCex合金的结构、动电位线性扫描极化曲线、浸泡与电化学腐蚀前后表面形貌的变化进行了研究;对Al1-xCex在3.5％ NaCl溶液中耐腐蚀性能与铈含量的关系进行了系统的分析.结果表明:由于Cl-离子的存在,铝在3.5％ NaCl溶液中发生点蚀破坏;稀土Ce的加入能够细化晶粒,改善合金微观结构,减弱Cl-离子对点蚀的影响;Ce元素在腐蚀表面层富集,有利于形成连续钝化膜,提高合金在NaCl溶液中的耐蚀能力;微量稀土Ce(0.2％)的加入使合金的自腐蚀电位升高,腐蚀电流密度降低,耐腐蚀性能改善明显;但随着Ce含量的增加,即含量高于铈在铝中的溶解度后,铝与铈将形成金属间化合物,基底与金属间化合物相界面的存在使合金的耐腐蚀性能有所降低,Ce含量为0.2％合金的耐腐蚀性能比Ce含量为2.0％的合金要好.所有合金腐蚀后的主要产物为Al2O3.     

TiO_2负载光催化剂的制备与结构性能研究

用sol-gel法制备褐铁矿/TiO2光催化剂,通过XRD、SEM测试表征和降解实验表明,褐铁矿/TiO2光催化剂在褐铁矿颗粒表面负载上一层较为均匀的TiO2膜,且核/膜结构结合较为牢固;在pH=4、光催化剂投加量5 g/L、光照时间为2 h时,CODCr去除率达到70%(由251 mg/L降为78.3 mg/L),具有较好的降解效果;此光催化剂经重复利用后样品回收率较高,催化活性仍较好.     

等离子喷涂氧化铝涂层的结构与性能研究

采用等离子喷涂技术 ,在 Fe Cr Al RE合金基体表面制备铝钛涂层和氧化铝涂层 ,与浸渍法制备的氧化铝涂层进行比较。利用 XRD、SEM、BET和超声振动等分析测试技术 ,对涂层的微观结构与表面特性进行研究。结果表明 ,加入适量的 Ce O2 、L a2 O3 、Zr O2 、Si O2 后 ,氧化铝喷涂涂层的表面组成相主要保持为 γ- Al2 O3 ,其蜂窝状多孔结构上堆积了大量弥散分布的纳米微粒 ;这种复合结构既保证了涂层与载体牢固的结合 ,表现出优于氧化铝浸渍涂层的抗振性与抗热震性 ,又使得涂层的几何比表面达到 32 .1m2 / g,大大超过铝钛喷涂涂层。因此 ,可用等离子喷涂工艺制备氧化铝涂层 ,作为承载活性组分的分散层 ,用于摩托车的金属载体排气催化剂     

成膜时间对AZ31B镁合金Mn-Y转化膜的影响

镁合金表面稀土盐转化膜是近些年发展起来的一种绿色环保的表面处理技术,本文采用了电子扫描显微镜(SEM)、析氢实验、电化学工作站及X射线能量色散光谱(EDS)考察了不同成膜时间对获得的Mn-Y转化膜的微观形貌、耐蚀性、半导体特性及组成的影响。实验结果表明,随着成膜时间的增加,AZ31B镁合金表面逐渐生成一层转化膜,膜层呈泥巴状,当成膜时间为5 min时,基体表面的转化膜层最为密实。析氢实验结果显示,当成膜时间为5 min时,镁合金的析氢量最小,说明其耐蚀性最好;动电位极化曲线和电化学交流阻抗谱结果同样显示,随着成膜时间的增加,镁合金表面的耐蚀性不断增加,成膜时间为5 min的试样耐蚀性最好。Mott-Schottky曲线测试结果表明,镁合金表面膜层为n型半导体,5 min获得镁合金试样的施主浓度N_D最小,平带电位E_(fb)最正,耐蚀性能最好。EDS结果表明,化学转化膜的主要成分由锰、钇的磷酸盐和氧化物组成。     

Ti-Ta合金在硝酸中电化学腐蚀研究

以8 mol/L硝酸溶液为腐蚀介质,对Ti-6Ta和Ti-32Ta合金进行极化曲线和交流阻抗谱测试,并与TA2纯钛进行对比,研究不同Ta含量钛合金的电化学性能差异。结果表明,加入6%的Ta元素后,合金的腐蚀电流密度比TA2纯钛降低了近一半;加入了32%的Ta元素后,合金的自腐蚀电位提高,腐蚀电流密度比TA2纯钛降低了66%;Ti-6Ta和Ti-32Ta合金腐蚀后表面氧化膜均为单层结构;添加Ta元素可以极大地提高钛合金的电荷转移电阻,使相位角升高、变宽,增强耐腐蚀性能。