Mg–Gd–Y系合金微弧氧化陶瓷层生长机理及耐蚀性

利用扫描电镜、X射线衍射等研究了Mg–11%Gd–1%Y–0.5%Zn(质量分数)合金微弧氧化陶瓷层的生长规律,分析了微弧氧化膜层相结构及不同生长阶段的耐蚀性。结果表明:在微弧氧化初期,膜层生长遵循直线规律,为典型的电化学极化控制的阳极沉积阶段;随处理时间的延长及膜层增厚,膜层生长符合抛物线规律,属微弧氧化阶段,较氧化初期比,生长速率慢;在弧光放电阶段,抛物线斜率增大,疏松层增厚,生长速率有所提高。微弧氧化疏松层主要以MgSiO3为主,致密层以MgO为主;微弧氧化各阶段,膜层耐蚀性随氧化时间增长而提高,到弧光放电阶段,耐蚀性有所降低。氧化时间为7～12min时,制备的膜层具有较好的耐蚀性。     

铝锂合金微弧氧化陶瓷膜层特性的研究

采用先恒流、后恒压的微弧氧化方法,在铝锂合金(添加微量稀土元素Ce)表面制备陶瓷化膜层.研究了氧化时间和脉冲频率对膜层生长过程和表面形貌的影响.结果表明:膜层厚度随着反应时间的延长而增加,在更高频率的高能脉冲作用下(＞600 Hz)生长速率更快;膜层表面多孔、起伏不平,延长反应时间或提高脉冲频率会导致烧蚀留下的坑洞变大,表面粗糙度亦随之增大;膜层与基体结合良好,由内部致密层和外部疏松层组成,总厚度可达50 μm;EDS分析表明,膜层由Al、O、Si构成,Si元素的摄入认为是NaOH-Na2SiO3电解液体系中的SiO32-参与反应进入膜层.     

纯铝及6061铝合金微弧氧化陶瓷层的微观结构和粗糙度

采用X射线衍射仪、扫描电镜、数字图像处理软件和表面粗糙度仪研究了纯铝和6061铝合金两种基体上微弧氧化(MAO)陶瓷层的构相、微观形貌、元素组成、厚度和粗糙度随微弧氧化时间的变化。结果表明,微弧氧化初期所得陶瓷层的主要相为γ-Al_2O_3,微弧氧化后期所得陶瓷层均存在W相、AlPO_4相和SiO_2相。随微弧氧化时间延长,MAO陶瓷层的厚度增大,纯铝表面MAO陶瓷层的生长速率大于6061铝合金表面MAO陶瓷层的生长速率;MAO陶瓷层的粗糙度受其结构和厚度的影响。     

镁合金微弧氧化陶瓷层的生长过程研究

采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和膜厚测量等方法,研究了MB8镁合金在硅酸盐体系中不同的微弧氧化时间对陶瓷膜层的截面形貌、相组成及生长速度的影响。结果表明:微弧氧化初期,阳极表面主要生成MgO相并向基体内部生长;随后,膜层沿基体向外生成Mg2SiO4相;在氧化末期,膜层同时向内和向外生长,且向内生长占主导地位,但陶瓷层相组成与氧化中期时相同。氧化膜的厚度随时间呈线性增长。提出了陶瓷层在不同阶段的生长机制。     

2090铝-锂合金微弧氧化陶瓷膜层特性的研究

在NaOH-Na2SiO3溶液中采用先恒流后恒压的微弧氧化工艺,可在2090A1-Li合金表面制备陶瓷化膜层.研究了微孤氧化反应时间和微弧氧化电源脉冲频率对陶瓷膜层生长过程和膜层形貌的影响.研究结果表明:氧化膜层的厚度随着反应时间的延长而增加,在更高频率电脉冲作用下(600H2),膜层的生长速率更快,但是膜层表面烧蚀坑大,表面粗糙,陶瓷膜与基体结合良好.膜层由内部致密层和外部疏松层组成.对膜层的元素分析结果表明:外层由Si、Al、0构成,而内层Si含量减少.     

表面改性对体育器械用AZ91合金耐磨性能的影响

通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪和摩擦磨损试验机等手段,研究了磁控溅射和微弧氧化对AZ91合金表面改性层组织与性能的影响。结果表明,磁控溅射Ti膜与AZ91合金基体结合良好,界面处没有发现气孔或者微裂纹等缺陷,Ti膜厚度约为4μm,与基体实现了良好冶金结合;随着微弧氧化时间从3min增加至12min,复合改性层的厚度不断增加,经过微弧氧化处理后,不同微弧氧化时间膜层的磨损率都有不同程度降低,氧化时间为3min、6min、9min和12min的微弧氧化膜的磨损率分别为1.62×10~(-3)mm~3·N~(-1)·m~(-1)、0.63×10~(-3)mm~3·N~(-1)·m~(-1)、1.25×10~(-3)mm~3·N~(-1)·m~(-1)和1.51×10~(-3)mm~3·N~(-1)·m~(-1),微弧氧化时间为6min的复合改性层具有最佳的耐磨性能。     

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。     

钛合金微弧氧化钙磷生物膜层形成机制研究

为了利用微弧氧化工艺生成钛合金生物钙磷陶瓷涂层,使用微弧氧化电源,在恒电流条件下制备试样。通过电子扫描电镜和电子能谱仪观测不同氧化阶段涂层形貌和元素组成,膜层厚度变化特点,并分析各阶段微弧放电特性,研究了钛合金微弧氧化生成羟基磷灰石(钙磷)医用陶瓷涂层机制。结果表明,各阶段膜层放电特性不同,膜层先向外生长,后向内生长,且所生成膜层元素成分有区别,致使在微弧放电阶段才有钙磷生物成分生成。结论:若想获得高质量钙磷生物膜层,需使微弧氧化达到微弧放电阶段,但应避免进入弧光放电阶段,所得结论可对研究微弧氧化成膜过程起到一定的指导作用。     

铝溶胶对镁-锂合金微弧氧化膜耐蚀性的影响

通过添加铝溶胶对微弧氧化电解液进行改进,制得了理化性能更加优良的镁-锂合金微弧氧化陶瓷膜。分析了铝溶胶的体积分数对膜层性能的影响。得出结论:加入铝溶胶后,微弧氧化膜表面单位面积内的微孔数量减少,且孔径变小;随着铝溶胶的体积分数的增大,膜层的电阻增大;当铝溶胶的体积分数为11.7mL/L时,微弧氧化膜的耐蚀性最好。     

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Ti 6Al 4V微弧氧化膜形貌和性能的影响

采用NaAlO2-Na3PO4-NaF溶液体系,研究了电流密度对Ti 6Al 4V合金微弧氧化膜厚度、生长速率、表面形貌、粗糙度、组成相以及氧化膜耐蚀性、耐磨性等影响.结果表明,(1)在试验的电流密度范围内,氧化膜的厚度随电流密度的增大呈线性增大,但氧化膜的粗糙度却几乎呈指数增大,表面质量变差;(2)在质量分数为3.5%的NaCl溶液中显示了比Ti 6Al 4V钛合金更好的耐蚀性;(3)在干摩擦条件下,氧化膜的摩擦系数高于基体的,氧化膜的磨损机制为脆性断裂.     

海洋大气环境下铝合金微弧氧化膜层的耐蚀性研究

采用微弧氧化技术对2A12、3A21两种铝合金基材加工的零件进行处理,并在模拟海洋大气环境的条件下,依据GJB150.11A-2009《军用装备实验室环境试验方法》的要求对处理后的零件进行盐雾试验,研究铝合金微弧氧化膜层的腐蚀行为。结果表明,2A12铝合金经微弧氧化处理得到的黑色膜层光泽度低,具有良好的消光作用,微弧氧化膜层经酸性盐雾试验96 h后,出现不同程度的腐蚀脱落。     

压铸镁合金阳极氧化膜的研究

研究了压铸镁合金AZ91的阳极氧化膜的工艺及其耐蚀性，探讨了镁合金表面阳极氧化膜的组织、相、成分及其耐蚀性。研究结果显示，压铸镁合金AZ91阳极氧化膜表面系氧化物的聚集，阳极氧化膜在3．5％NaCl中的极化曲线与AZ91压铸镁合金的极化曲线对比，阳极氧化膜的极化曲线有明显的钝化区，但在极化区只呈锯齿状变化，耐蚀性较好。     

汽车用铝合金阳极氧化及钵转化膜封闭技术

采用阳极氧化和钵转化膜封闭技术提高汽车用2036铝合金的耐蚀性。研究发现:铝合金阳极氧化膜由外部的多孔层和内部的阻挡层构成,多孔层孔径均匀,约为30 nm0经过阳极氧化处理后,铝合金的自腐蚀电位正移,自腐蚀电流密度下降,耐蚀性提高。经过钵转化膜封闭处理后,大量钵的氢氧化物覆盖阳极氧化膜表面,进一步提高了铝合金的耐蚀性。     

6063铝合金在碱性含氧酸盐溶液中的高压阳极氧化

为比较在高压阳极氧化条件下不同电解液体系中碱性含氧酸盐对6063铝合阳极氧化膜层厚度及氧化时间的影响,将6063铝合金置于Na2SiO3、Na2HPO4和NaAlO2三种电解液体系中制备出阳极氧化膜。用涡流测厚仪测试了膜层厚度,通过点滴腐蚀实验评价了Na2SiO3体系所得氧化膜的耐腐蚀性能,利用扫描电子显微镜(SEM)观察分析了氧化膜的表面形貌。结果表明,钨酸钠能显著提高膜层厚度和膜层的耐腐蚀性能,六偏磷酸钠(SHMP)能延长氧化时间,提高膜层的硬度;在硅酸盐体系中钨酸钠和六偏磷酸钠按1∶1的比例加入,能得到致密的高耐蚀性阳极氧化膜层。     

医用镍钛合金表面微弧氧化膜层的显微结构及耐蚀性

采用由NaAlO2和NaH2PO2组成的电解液,以微弧氧化技术在医用镍钛合金表面制备Al2O3陶瓷膜层,以减少合金表面Ni含量,并进一步提高其耐腐蚀性能,使其具有良好的生物相容性.随微弧氧化过程中处理时间的延长,试样表面的游动火花由白色逐渐向橙色转变,火花数减少但尺寸增大.所得陶瓷膜层由γ-Al2O3晶相组成,随着处理...     

铝合金表面GPTMS硅烷膜的制备及耐蚀性能研究

为提高铝合金耐腐蚀力，运用正交试验法研究在铝合金表面制备 γ-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷（GPTMS）自组装膜最佳工艺条件，利用极化曲线和扫描电子显微镜研究该硅烷膜在铝合金表面的耐腐蚀性能。研究表明：最佳工艺条件为 100 mL溶液中， pH＝4. 5，V（GPTMS）∶V（EtOH）∶V（H₂O）= 2∶7∶91，T_{1（水解温度）}＝25 ℃，t_{1（水解时间）}＝7 h，t_{2（浸涂时间）}＝10 min，t_{3（固化时间）}＝90 min，T_{2（固化温度）}＝120 ℃，该工艺条件下制备的硅烷膜具有优异的耐腐蚀性能。     

铝合金雕塑阳极氧化工艺的研究

对金属雕塑用的2024铝合金进行阳极氧化处理,并研究了电压对铝合金氧化膜的厚度、硬度、耐蚀性及表面形貌等的影响。结果表明:电压较低时,氧化膜较薄,耐蚀性不佳。适当升高电压,有利于提高氧化膜的厚度和硬度。但电压高于20V时,氧化膜的溶解速率增大,使得氧化膜的厚度和硬度下降。20V下得到的氧化膜具有最佳的耐蚀性。     

Preparation and characterization of oxide films containing crystalline TiO2 on magnesium alloy by plasma electrolytic oxidation

Oxide films have been produced on AM60B magnesium alloy using plasma electrolytic oxidation process in an alkaline phosphate electrolyte with and without addition of titania sol. The microstructure and composition of the oxide films were analyzed by Scanning Electron Microscope (SEM), X-ray Photoelectron Spectroscope (XPS) and X-ray Diffraction (XRD). The corrosion resistances of the oxide films were evaluated using potentiodynamic polarization measurements in 3.5 wt% NaCl solution. It is found that the oxide film containing crystalline rutile and anatase TiO₂ compounds are produced in an alkaline phosphate electrolyte with addition of titania sol. The oxide film formed in electrolyte with addition of titania sol has more uniform morphology with less structural imperfections than that formed in electrolyte without addition of titania sol. The results of potentiodynamic polarization analysis show that the oxide film formed in the present modified electrolyte is successful in providing superior corrosion resistance for magnesium alloy.     

医用NiTi合金表面溶胶-凝胶法制备含磷TiO2薄膜

采用溶胶－凝胶法在医用NiTi形状记忆合金表面制备了含磷TiO2薄膜，原子力显微镜（AFM）分析表明，薄膜由微米级颗粒堆积而成，薄膜表面均匀平滑，通过阳极极化曲线测试对NiTi合金基体及其表面镀有含磷TiO2膜后在模拟体液中的腐蚀行为进行了研究，结果表明，含磷TiO2膜可作为NiTi合金的表面保护膜,使其抗腐蚀性显著提高，体外生物活性测试表明，含磷TiO2薄膜在模拟体液中能够诱导Ca,P沉积，具有一定的生物活性。