微弧氧化对铸铝合金在乙二醇水溶液中的耐蚀性能的影响

分别采用自然氧化和微弧氧化方法在AlSi10Mg(a)铸造铝合金表面获得氧化膜层,利用失重法、扫描电镜、交流阻抗、极化曲线等研究了微弧氧化对铸铝合金在38%乙二醇水溶液中的耐蚀性能的影响。结果表明,通过微弧氧化工艺可在砂型铸造铝合金AlSi10Mg(a)材质表面形成连续致密的膜层;相比铸铝合金的自然氧化成膜,微弧氧化成膜显著提高了铸铝合金表面在溶液中的膜层电阻和电荷转移电阻,也提高了铸铝合金的自腐蚀电位和击穿电位,降低了自腐蚀电流密度和膜层维钝电流密度。AlSi10Mg(a)铸造铝合金经微弧氧化后在38%乙二醇溶液中具有良好的耐蚀性能和膜层稳定性。     

拉应力条件下微弧氧化膜对铝合金腐蚀及电化学行为的影响

为研究在拉应力条件下微弧氧化膜对铝合金腐蚀及电化学行为的影响,采用恒载荷应力环在3.5% NaCl溶液中研究了经微弧氧化（MAO）处理后的7050铝合金（AA7050）应力腐蚀行为。用原位电化学阻抗谱（EIS）的方法评价在拉应力条件下,膜层的腐蚀破坏随浸泡时间的变化,并建立了相应的等效电路模型。结果表明,在3.5% NaCl溶液中,微弧氧化膜在有无拉应力的条件下都可以提高AA7050的耐蚀性和减少AA7050的塑性损失。在400 MPa拉应力条件下,微弧氧化膜的阻抗在应力腐蚀的过程中呈现出先减小后增大,再减小最后趋于稳定的规律;另外,AA7050在有拉应力的条件下,拉应力会促进基体的点蚀形核,提高腐蚀速率,微弧氧化膜的疏松层在拉应力的作用下会失去对基体的保护作用。     

镁合金黑色微弧氧化膜在NaCl溶液中腐蚀电化学演变

目的 评价镁合金黑色微弧氧化热控膜层在氯离子作用下的腐蚀演变行为.方法 在电解液中添加不同浓度的添加剂制备微弧氧化膜层,分析不同微弧氧化膜试样在0.1 mol/L NaCl溶液中的电化学演变过程.采用电化学极化、电化学交流阻抗表征和拟合,结合扫描电镜等方法,对膜层演变规律及机理进行了探讨.结果 未经微弧氧化的镁合金自腐蚀电流密度为17.7 μA/cm2,自腐蚀电位为-1.464 V;经微弧氧化后,试样自腐蚀电流密度减小至0.09 μA/cm2,自腐蚀电位下降至-1.628 V.添加剂加入后制备的微弧氧化膜相比于镁合金基体,其耐蚀性能提高,且随着添加剂浓度的增加,耐蚀效果呈现先增加、后减弱的趋势,添加剂质量浓度在10 g/L时制备的膜层具有最好的防腐效果.镁合金微弧氧化热控膜层在NaCl溶液中腐蚀过程分为三个阶段:一是腐蚀性离子进入多孔膜层,引起界面熔融层变化;二是MgO与水分子反应造成内层膜更加致密,阻抗有所增加;三是腐蚀溶液接触到部分镁合金基底,发生电化学腐蚀,形成楔形效应,引发裂纹,最终导致局部腐蚀失效.结论 微弧氧化提高了膜层的耐蚀性能,其在0.1 mol/L NaCl溶液中的腐蚀过程可分为介质进入孔内、水合反应和局部腐蚀三个阶段.     

ZL303铝合金表面微弧氧化陶瓷膜的微结构和耐蚀性研究

为提高ZL303铝合金耐蚀性能,采用微弧氧化技术在ZL303铝合金表面制备陶瓷质氧化膜。通过扫描电镜观察了微弧氧化膜层表面及截面的微结构。利用X射线衍射仪分析了膜层的物相组成。采用腐蚀电化学和高温浸泡实验测试了微弧氧化膜层的耐蚀性。结果表明:所制备的膜层厚度约为13μm,主要由α-Al_2O_3和γ-Al_2O_3组成,外表面存在大量微米级等离子放电微孔。经微弧氧化处理后,试样的电化学阻抗半径增大,自腐蚀电位上升,腐蚀电流密度减小。在高温腐蚀环境中,微弧氧化膜层能有效阻挡腐蚀介质对铝合金基体的侵蚀破坏,耐蚀性能得到提高。     

LD10铝合金微弧氧化膜的生长及腐蚀性能

采用双极性交流电源在LD10铝合金表面制备出微弧氧化膜。测量了硅酸盐电解液里微弧氧化膜的生长曲线,并分析了微弧氧化膜的结构、成分和相组成。采用浸泡腐蚀试验、醋酸加速盐雾腐蚀试验、动电位极化和电化学阻抗谱(EIS)方法评估了微弧氧化处理前后LD10铝合金的腐蚀性能。结果表明:LD10铝合金微弧氧化膜主要由γ-Al2O3组成,膜外层还有少量非晶相。微弧氧化初期,氧化膜主要以向外层生长为主,且表面粗糙度快速增加。随后膜层向内生长速度逐渐加快,最后阶段微弧氧化膜主要以向内生长为主。微弧氧化处理后LD10铝合金的腐蚀电位提高,腐蚀电流密度下降约2个数量级。微弧氧化膜的阻抗模值|Z|比铝合金基体大幅提高,同时其容抗弧半径远远大于铝合金基体。微弧氧化表面处理显著提高了LD10铝合金的耐腐蚀性能。     

LF6铝合金表面微弧氧化膜层表征及耐腐蚀性研究

在LF6铝合金表面制备得到了微弧氧化膜层,通过扫描电镜、X射线衍射仪对膜层的微观结构、相结构进行了表征,通过盐雾腐蚀试验和湿热腐蚀试验对防锈铝基体及微弧氧化膜层进行了加速腐蚀试验。结果表明,LF6铝合金表面制备的微弧氧化膜层主要由α-Al_2O_3、γ-Al_2O_3组成,膜层表面呈多孔结构,内部致密。LF6铝合金在盐雾腐蚀条件下表面出现絮状腐蚀产物,产生腐蚀现象,对环境条件的适应能力不能满足要求;微弧氧化样品在加速腐蚀后表面没有发现裂纹,也没有发生明显的腐蚀现象,对环境条件的适应能力较好。     

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,超声滚压预处理之后再进行微弧氧化,膜层中的Si、P、Ca含量比例增大,膜层表面更为致密、光滑,大孔数量明显降低,表面孔隙率由31.7%降低至19.1%;从电化学测试结果看出,与直接微弧氧化的膜层相比超声滚压预处理后膜层的自腐蚀电位高出107 mV,腐蚀电流密度低了一个数量级,并且阻抗性能更优,镁合金超声滚压预处理可有效提升微弧氧化膜层在PBS溶液中的耐蚀性。     

微弧氧化处理对铝合金耐霉菌腐蚀特性的影响

在2A12铝合金表面制备了微弧氧化膜层,按照国家军用标准霉菌测试方法对微弧氧化膜层的耐腐蚀性能进行了测试,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)对铝合金基体及微弧氧化膜层霉菌腐蚀前后的微观结构、相组成进行了表征。结果表明,未经过微弧氧化处理的铝合金表面有少量的霉菌生长,表面产生了一定数量的点蚀坑,长霉等级为1级。经过微弧氧化处理试样表面未发现霉菌生长,长霉等级为0级。微弧氧化处理可以有效提高铝合金表面耐霉菌腐蚀性能,扩大其应用范围。     

不同铝合金基体黑色微弧氧化膜的厚度对其结构和性能的影响*

铝合金广泛应用于各个领域，铝合金表面防腐技术前景十分广阔。采用恒流的方式分别在 7075、7A04 和 2A12 三种不同铝合金基体表面进行黑色微弧氧化膜层的制备。通过扫描电子显微镜、X 射线衍射仪、显微硬度测试仪、摩擦磨损试验机和电化学试验研究不同铝合金基体表面黑色微弧氧化膜的微观组织、硬度、耐磨性和耐蚀性。随着膜层厚度的增加，膜层的致密度大幅提高，平均孔隙率降低至 0.8%，膜层中 α-Al₂O₃的比例增加，耐磨性显著提高，在黑色陶瓷颗粒的自润滑作用下，复合膜层的摩擦因数从 0.6 降至 0.3，摩擦曲线的变化趋势更平稳。黑色膜层厚度从 40 μm 提高到 60 μm，三种铝合金基体的黑色氧化膜层均明显提高，最高达到 916 HV。电化学试验结果 60 μm 黑色微弧氧化膜层的腐蚀电流密度比 40 μm 的降低两个数量级，自腐蚀电位可提高 200 mV，钝化性能增强，膜层耐蚀性显著提升。     

5083铝合金搅拌摩擦焊接头微弧氧化表面防护

采用微弧氧化技术在5083铝合金搅拌摩擦焊接头表面制备一层均匀的陶瓷膜。通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和显微硬度测试分析了微弧氧化膜的形貌、相组成和显微硬度,并采用浸泡方法研究了微弧氧化膜对焊接接头耐腐蚀性能的影响。结果表明,接头表面微弧氧化膜均匀致密,铝合金焊缝区的显微硬度低于母相区,但微弧氧化膜的硬度比铝合金基体提高一个数量级,并且不同区域对应的微弧氧化膜硬度相同。在0.2 mol/L NaHSO3＋0.6 mol/L NaCl溶液中浸泡3天后,未氧化处理的焊接样品表面出现孔蚀,而微弧氧化处理的样品表面没有观察到腐蚀迹象。     

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.     

Corrosion behaviors and galvanic studies of microarc oxidation films on Al-Zn-Mg-Cu alloy

Corrosion-resistant films were fabricated by the microarc oxidation technique on the LC4 zinc-containing aluminum alloy in silicate electrolyte. The electrochemical corrosion behaviors of LC4 alloy, with and without films, were evaluated using potentiodynamic polarization curves. Galvanic currents and galvanic potentials of bare and coated alloys coupled with copper were measured using the zero-resistance technique. Scanning electron microscopy (SEM) with energy dispersive X-ray analysis (EDX) was used to analyze the microstructure of films and the corrosion morphology before and after corrosion testing. After microarc discharge treatment, the corrosion potential was increased and the corrosion current was significantly reduced. For a thin film sample, the galvanic current is similar to that of the bare alloy. However, a thick film can protect the LC4 alloy against galvanic corrosion.     

负脉冲电压对A356铝合金双脉冲微弧氧化膜组织与耐蚀性的影响

采用SEM、覆层测厚仪等研究了负脉冲电压对A356铝合金双脉冲微弧氧化处理膜的组织微观结构及耐腐蚀性能的影响。结果表明,负脉冲电压通过其电极反应对膜层的组织与耐蚀性有重要影响,随负脉冲电压由0增加到160V,膜层厚度随负脉冲电压的升高而增加;膜层表面粗糙度先减小后增加,表面微孔孔径与数量先减小后增加,在负脉冲电压为40V时膜层表观上最致密;微弧氧化处理明显提高了合金的耐蚀性能,负脉冲电压为0V时最佳。     

植酸对纯镁超声微弧氧化层防护性能的影响

针对纯镁超声微弧氧化贯穿性孔隙问题,采用植酸对微弧氧化层进行转化处理,探讨对氧化层的防护性影响。利用扫描电镜(SEM)研究植酸处理前后氧化层的形貌,并借助能谱分析仪(EDAX)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)以及电化学腐蚀工作站等检测手段分析植酸处理前后氧化层的化学成分、官能团构成、耐腐蚀性能等,并对植酸成膜机理进行研究。结果表明:随着植酸浓度的增加,超声微弧氧化层孔隙量减少,更加致密均匀,覆盖度提高,表面富含磷酸基和羟基。其中植酸处理浓度为7.5g/L时为最佳,其膜层C、P元素含量最高,Mg元素含量最低,氧化层的自腐蚀电位正移最大,自腐蚀电流密度下降,氧化层的防护性能最好。     

SiCw/AZ91镁基复合材料的微弧氧化行为及涂层的耐腐蚀性能

采用微弧氧化表面处理技术在SiCw/AZ91镁基复合材料表面制备保护性涂层.通过与AZ91镁合金对比,研究镁基复合材料的微弧氧化行为及其形貌特征,并采用电化学方法评价了微弧氧化涂层的耐腐蚀性能.结果表明,SiC晶须的存在影响了基底材料表面阻挡层的形成,使复合材料的微弧氧化行为不同于基体合金.与合金相比,在恒电流模式下进行微弧氧化的过程中复合材料的电压随时间的演变趋势不够理想,而且在相同工艺条件下复合材料的起弧时间比合金要长.复合材料在微弧氧化过程中偶尔会出现烧蚀现象.虽然SiC晶须会影响复合材料表面涂层的形成,微弧氧化处理仍然能够增强镁基复合材料的耐腐蚀性能,使其自腐蚀电位提高,腐蚀电流降低.当采用恒压模式制备涂层时,涂层耐腐蚀性能随电压的提高而增强.     

锆微弧氧化表面处理技术研究进展

锆及锆合金是重要的核结构材料和有潜力的生物医用材料,但在实际应用中,腐蚀、磨损易造成其失效,而适当的表面改性是提高它们服役性能的有效手段。重点介绍了锆及锆合金微弧氧化（MAO）表面处理技术的研究现状,讨论微弧氧化过程中电压电流特征及微弧放电机理,总结电解液体系及电参数对锆微弧氧化膜生长及膜层性能的影响规律,最后指出目前存在的问题和后续的研究方向。锆微弧氧化膜硬度高,致密性好,能大幅度提升基材的抗磨损和抗腐蚀性能。因此,锆微弧氧化技术在核电及生物医学领域有着很好的应用前景。此外,电解液中铝、硅元素进入微弧氧化膜后可以稳定膜层中高温氧化锆相（t-ZrO2）,避免膜层中应力集中和微裂纹的产生。用P和Ca元素修饰后的锆微弧氧化膜具有较好的生物活性、抗体液腐蚀和抗菌性能。     

钛合金表面离子束增强沉积膜层的环境适应性和接触相容性

利用离子束增强沉积技术在钛合金表面制备CrN硬质抗磨层和CuNiln固体润滑膜层。通过电化学测试技术对比研究了膜层和钛合金基材在含Cl介质中的抗蚀性能和接触腐蚀敏感性，利用高温静态氧化方法评价了膜层的抗氧化性能。结果表明：(1)CuNiln膜层耐电化学腐蚀性能和抗氧化性能显著优于Cu，在含Cl介质中与钛合金接触相容。(2)在含Cl水溶液中，CrN膜层耐蚀性好，与钛合金接触相容；在HCl HF混合酸中，CrN膜耐蚀性能远优于钛合金；抗氧化性能优于Ti。     

镁合金等离子体微弧氧化膜层研究

研究了镁合金AZ31在磷酸盐和硅酸盐两种不同的溶液体系下生成氧化膜的性质,比较了多种因素,特别是负电压对于生成氧化膜的影响;并且通过X射线衍射(XRD)等方式分别确定了两种不同溶液条件下氧化膜的成分.结果表明:较低的负电压有利于氧化膜的生长,延缓二次放电现象的发生.在我们得到的氧化膜中,最主要的成分为高温相的MgO,不同于以往条件下得到的普通相MgO氧化膜,能提高镁合金的一部分性能.     

LC4超硬铝合金微弧氧化膜电化学腐蚀特性

用微弧氧化方法在LC4超硬铝合金表面获得较厚的氧化膜,测定了氧化膜的生长曲线及电流密度变化,并用电化学方法测定不同厚度膜的极化曲线,采用零电阻技术测量3.5%NaCl溶液中LC4铝合金-铜电偶对电偶腐蚀情况.用扫描电镜观察合金基体和微弧氧化膜的腐蚀形貌.经过微弧氧化处理后,LC4超硬铝的腐蚀电流密度比基体降低几个数量级,腐蚀电位上升,耐腐蚀性能得到很大提高,但膜超过一定厚度时腐蚀电流密度反而有所升高.较厚的微弧氧化膜大幅度降低了LC4/Cu电偶对的电偶电流,电偶电位正向移动.     

沿海某型飞机镁合金零部件腐蚀与表面防护

针对沿海某型飞机镁合金零部件出现的腐蚀现象 ,分析、归纳出其腐蚀类型为点蚀和电化学腐蚀 ;潮湿的盐雾环境和化学氧化膜的薄而软是引起腐蚀的主要原因。镁合金微弧氧化陶瓷膜的耐蚀性能比化学氧化膜和阳极氧化膜有大幅度的提高 ,可以防止潮湿的盐雾腐蚀