硫酸铜浓度对镁合金微弧氧化膜层热控性能的影响

为了提高镁合金的热防护性能,在硅酸盐、磷酸盐、铝酸盐等电解液体系中引入硫酸铜,采用微弧氧化技术在MB15镁合金表面制备微弧氧化膜层。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)和CIE颜色系统研究了电解液中硫酸铜浓度对涂层的色度、厚度、粗糙度和热控性能的影响。结果表明:微弧氧化膜层微观上具备典型的多孔结构,铝酸盐涂层主要由MgAl_2O_4晶相组成,硅酸盐涂层主要由MgO晶相和Mg_2SiO_4晶相组成,磷酸盐涂层主要由MgO晶相组成,而各膜层中的Cu元素均以非晶相形式存在;随着硫酸铜浓度增加,3种体系制备的膜层表面颜色均向黑色过渡,微孔数量增多;硅酸盐体系和磷酸盐体系中制备的微弧氧化膜层具有高吸收率和高发射率等特点,而铝酸盐体系中制备的微弧氧化膜层具有高吸收率和低发射率的特点。     

镁合金微弧氧化膜上不同功率磁控溅射制得复合膜的摩擦学性能研究

为进一步改善镁合金微弧氧化膜的摩擦学性能,在该微弧氧化膜上,采用磁控溅射技术,在不同功率下沉积碳膜,制备碳含量不同的微弧氧化/磁控溅射复合膜。利用拉曼光谱仪检测膜层中碳结构,采用扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)考察膜层摩擦磨损前后微观形貌、元素组成、分布及含量;应用球-盘摩擦试验机研究膜层摩擦学性能。结果表明：利用磁控溅射技术在镁合金微弧氧化膜表面沉积的碳膜,部分地封闭了微弧氧化膜微孔,减小了微孔孔径和微孔数量,降低了膜层表面粗糙度。复合膜在摩擦磨损过程中,摩擦系数较小,磨痕较窄且浅,磨损率较低,呈现出较优异的摩擦学性能。功率对微弧氧化/磁控溅射复合膜具有明显的影响,高溅射功率下制备的复合膜,由于拥有更光滑的表面,更多地具有自润滑特性的碳,摩擦系数更小,磨痕更窄且浅,磨损率更低,摩擦学性能更为优异,尤其是在高载荷下,可对基体提供更显著的保护。     

电压对镁合金微弧氧化膜组织及耐蚀性的影响

由于镁合金耐蚀性差,其应用受到了限制.采用 SEM-EDS,XRD等表面分析技术研究了不同电压对MB5镁合金微弧氧化膜表面形貌、相结构与成分的影响,并用电化学测试方法考察了氧化膜层的耐腐蚀性能.结果表明:处理电压对微弧氧化膜层的微观组织结构、成分有显著影响,而微弧氧化膜层的微观组织结构与成分又直接影响其耐蚀性.在120～200 V下进行微弧氧化,160 V时试样耐蚀性最好.镁合金微弧氧化膜由α-MgF2,MgO,Mg2SiO4和MgAl2O4等含硅或铝的尖晶石型氧化物组成,随着氧化处理电压的增加,MgO的含量明显增加.微弧氧化时出现氧化膜微区熔化,溶液离子与基体合金都参与了微弧区物理化学反应.     

镁合金微弧氧化添加剂的优选

为了获得耐蚀性更优的微弧氧化膜,以NaAlO2-NaOH体系为基础氧化液,考察了EDTA、蒙脱石、阿拉伯树胶等添加剂对AZ91D镁合金微弧氧化膜层耐蚀性能的影响.在3.5%的NaCl水溶液中测定了微弧氧化处理前后镁合金样品的动电位极化曲线,利用腐蚀电阻等参数来判定膜的耐蚀性能.确定了铝酸盐体系中添加剂的最优用量为:3 g/L蒙脱石,0 g/L EDTA,50 mL/L 5%阿拉伯树胶.利用SEM,EDS和XRD等初步研究了陶瓷膜表面的微观结构及成分.结果表明:在该体系中添加最佳用量的添加剂可以得到致密的微弧氧化膜,膜层主要由MgO以及MgAl2O4组成;微弧氧化处理后的镁合金比处理前具有更好的耐蚀性能.     

AZ31镁合金的微弧氧化处理及其对粘接性能的影响

采用正交试验方法对镁合金硅酸盐体系的微弧氧化处理工艺进行优化,采用SEM、EDS、XPS和XRD对微弧氧化膜的微观成分与结构进行了表征,进而分析探讨了电解液成分及氧化参数对镁合金表面膜粘接性能的影响规律。研究结果表明,所研究的几种工艺参数对AZ31镁合金表面的粘接性能的影响程度从小到大排列为:KOH的浓度<频率相似文献   

镁合金激光重熔后微弧氧化膜的微观组织和耐蚀性能

为了改善WE43镁合金的耐蚀性能,采用激光重熔(LSM)和微弧氧化(MAO)复合工艺对其表面进行了改性。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)研究了WE43镁合金及其激光重熔层、微弧氧化膜层和激光重熔-微弧氧化膜层的微观组织、表面形貌和物相;通过GAMARY-Reference 600电化学工作站研究了其腐蚀行为,重点研究了镁合金激光重熔后微弧氧化膜层的微观组织、成分和耐蚀性能。结果表明:激光重熔使WE43镁合金晶粒细化、网状的β-Mg41Nd5相均匀分布和表面稀土元素Y及Nd增加,有效地改善了其耐蚀性能;微弧氧化膜和激光重熔后的微弧氧化膜层都可以显著提高WE43镁合金的耐蚀性能,但后者优于前者。     

MB8镁合金疏水/超疏水表面制备与微摩擦特性研究

通过微弧氧化技术在MB8镁合金表面形成微细表面结构,再利用自组装方法在微弧氧化层表面制备1H,1H,2H,2H-全氟葵烷基三氯硅烷(FDTS)自组装分子膜。采用扫描电镜、表面粗糙度仪、X射线衍射仪、表面硬度仪、接触角测量仪和UMT-2型摩擦磨损试验机评价膜层形貌结构、力学特性、润湿性及其微摩擦学特性。结果显示,镁合金表面经微弧氧化处理和自组装分子膜修饰后,表面润湿性经历了由亲水到超亲水再到超疏水的转变过程。超疏水表面的获得是由微弧氧化处理得到的表面粗糙结构和低表面能物质自组装分子膜共同作用的结果。对试样进行摩擦磨损测试的结果显示,致密层和疏松层以及经自组装分子膜修饰后的膜层均具有比镁合金基底更好的抗磨性能;基于自组装技术制备的疏水、超疏水表面形成的边界润滑膜在一定载荷条件下均能有效地减少基底的摩擦系数,边界润滑膜失效后,基底表面特性占主导地位。     

电流密度对MB8镁合金微弧氧化膜耐蚀性的影响

微弧氧化处理镁合金是一种有很大潜力的镁合金表面处理方法.采用碱性硅酸盐体系,讨论了电流密度(20,30,40,50 mA/cm2)对MB8镁合金表面微弧氧化膜耐蚀性能的影响,利用扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD)和电化学方法对膜层的表面形貌、相组成及动电位极化曲线进行了分析.结果表明:电流密度越大,膜层的生长速度越快,晶化程度越高,陶瓷层表面致密度下降,孔径增大,腐蚀电流密度先下降后上升,呈现出的熔融状态逐渐明显.因此可推断出膜层的耐蚀性能并不单由膜层的总厚度决定,还取决于膜层的致密程度,随着电流密度的升高呈先增大后减小的趋势.     

AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头微弧氧化表面防护研究

在硅酸盐溶液中于AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头表面制备一层均匀的微弧氧化膜。分析微弧氧化膜的截面组织、相组成和显微硬度分布,并采用浸泡和电化学方法评估微弧氧化表面处理对焊接接头腐蚀行为的影响。结果表明:接头搅拌区的显微硬度高于镁合金母相区,热影响区硬度低于母相区,但接头不同区域对应的微弧氧化膜硬度都相同,比镁合金基体提高约7倍。在3.5%NaCl溶液中浸泡后,焊接样品热影响区腐蚀严重,而微弧氧化膜表面形貌没有明显变化。未表面处理的接头热影响区电位低于搅拌区和母相区,其腐蚀电流密度也较大,但不同区域微弧氧化膜的腐蚀电流密度都相近,并明显低于未氧化处理的焊接样品。微弧氧化表面处理能显著改善镁合金搅拌摩擦焊接头抗腐蚀性能。     

稀土配合物对增强AZ31镁合金微弧氧化陶瓷层性能的作用

通过在处理液中添加Ce和Y稀土配合物,研究稀土配合物对镁合金微弧氧化陶瓷膜层性能的影响,从而进一步提高镁合金微弧氧化陶瓷层的综合性能。用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、测厚仪和摩擦磨损试验机等分析手段,研究稀土配合物对微弧氧化陶瓷层的表面形貌、成分、陶瓷层厚度及耐磨性能的影响;用电化学系统研究了稀土配合物对陶瓷层耐蚀性的影响。结果表明:处理液中加入稀土配合物,可以提高镁合金表面微弧氧化陶瓷层的致密均匀程度,降低孔隙率,提高表面光滑度,但使陶瓷层的厚度变薄;微弧氧化处理提高了AZ31镁合金表面的耐腐蚀性能,使其耐3.5%NaCl溶液腐蚀电流密度降低了1个数量级,在处理液中添加稀土配合物能进一步提高陶瓷层的耐蚀性能,腐蚀电流密度进一步降低2个数量级,同时微弧氧化陶瓷层摩擦系数降低,摩擦磨损性能得到改善。     

羰基铁/环氧有机硅树脂涂层的吸波性能和力学性能研究

采用羰基铁为吸收荆、环氧改性有机硅树脂为基体,制备了羰基铁/树脂基涂层,研究了羰基铁用量对吸波涂层的电磁和力学性能的影响.结果表明,羰基铁经过润湿分散剂处理后,粉体与树脂间的相容性得到改善,从而提高了界面结合力,因此吸波涂层整体的力学性能得到了提高.当羰基铁含量为70%(质量分数,下同)时,复合材料的附着力为22.16MPa,冲击强度大于或等于50kg·cm.采用同轴法测试了涂层材料在2～18GHz频段内的电磁参数,并对羰基铁/环氧有机硅树脂基涂层的反射系数进行了测试,结果表明,吸波涂层的最大吸收峰随吸收剂含量的增加向低频移动.涂层厚度为2mm时,羰基铁含量为65%,涂层的最大反射率在5.12GHz时达到-32.25dB;羰基铁含量为75%,在频率为3.53GHz时材料的反射率达到最大值-36.02dB.     

协同处理对湿热环境下木粉/聚乙烯复合材料表面性质演变的影响

采用硅烷偶联剂涂覆与等离子体放电协同处理的方法处理木粉/聚乙烯(WP/PE)复合材料表面,以改善其胶接性能。利用胶接强度测试、FTIR和X射线光电子能谱研究了硅烷偶联剂涂覆和等离子体放电的协同表面处理对WP/PE湿热环境下表面性质演变的影响,探究协同处理的WP/PE胶接接头湿热环境下的胶接耐久性。结果表明,协同处理后,WP/PE表面有含氧极性基团生成,且在偶联剂与材料表面之间形成了化学键接,胶接性能大为改善。湿热环境下,虽然处理试样的表面没有新的化学基团产生,但表面元素的化学环境发生了改变。WP/PE表面在湿热环境下的性质演变会直接影响其胶接接头的耐久性。协同表面处理能够降低湿热环境下WP/PE表面性质的改变程度,从而提高WP/PE的胶接性能,尤其是湿热环境下的胶接耐久性能。     

A novel weld-bonding hybrid process for joining Mg alloy and Al alloy

A novel weld-bonding hybrid process is carried out to join Mg alloy and Al alloy, and the technology combines a modified metal inert gas (MIG) spot welding process with adhesive bonding. The Mg base metal and the fusion zone are metallurgical connected by an Al–Mg transition layer with the thickness of 30–60 μm. Single nugget of spot welded joint can offer high shear strength of 130 MPa, which reach 81% of that of Mg base metal. The increased strength is due to the intermetallic layer being formed at the region with low stress, so the joint fractures in an Al-rich dendritic region. Superior mechanical properties can be obtained by weld bonded joint, benefiting from the advantages of both welding and adhesive bonding.     

电磁轨道失效与表面喷涂Mo技术研究

为提高电磁轨道材料性能,采用等离子喷涂技术在45CrNiMoVA钢表面制备了Mo涂层,观察了涂层显微形貌,测试了显微硬度和载流摩擦磨损性能,并与基体进行了比较。结果表明:Mo涂层显微硬度平均值为482.3HV1 N,比基体45CrNiMoVA钢硬度提高1倍。涂层与基体结合强度为41.5 MPa,结合方式为机械结合;同等载流摩擦磨损试验条件下,与基体45CrNiMoVA钢相比,Mo涂层磨合时间较短,摩擦系数更小(0.6),耐电弧烧蚀能力强,磨损量小;涂层磨损机理为断续式黏着磨损。     

吸波涂层界面结合机理(Ⅰ):涂层力学性能影响因素分析

基于一般涂层的界面结合机理及其应力模型,分析了不同方向应力对涂层剥落的影响,指出了吸波涂层与基体的界面结合机理是分子键结合和机械结合的综合,其剥落主要是由剥离应力和剪应力引起的;此外,还重点分析了吸收剂、粘结剂和偶联剂对吸波涂层力学性能的影响,指出了改善吸波涂层结合界面的可能途径.     

联二脲对低烟聚醚聚氨酯胶粘剂性能的影响

以聚醚多元醇 (N2 2 0 )、甲苯二异氰酸酯 (TDI)、三羟甲基丙烷 (TMP)及联二脲 (LDA)为原料 ,制备了低烟聚氨酯胶粘剂。测试了该胶粘剂试样在高温状态下产生的烟雾信号的透过率以及常温粘接强度和工艺性能。测试结果表明 ,增加联二脲添加量可以降低胶粘剂烟雾信号 ;联二脲的添加量和粒径对胶粘剂的常温粘接强度和工艺性能都有影响。当联二脲 (LDA)添加量为 6 0g、粒径为 2 0 0目时 ,胶粘剂的烟雾信号较低 ,粘接强度优良 ,工艺性能良好。。     

埋入CFRP的FBG光纤传感器界面传递特性实验研究

埋入碳纤维复合材料（CFRP）的光纤布拉格光栅（FBG）传感器应变测量值与基体实际应变存在误差，用光纤、保护层、粘贴层和基体材料的界面传递特性来表征应变测量值可提高精度．根据弹性力学和边界条件，得出FBG应变测量值与基体材料实际应变值的关系方程，通过裸光栅直埋基体材料界面传递的特征系数，可表征和计算FBG检测应变与测点实际应变的误差及修正系数．试验结果表明：对埋入裸光栅的碳纤维复合材料同时进行电阻应变与FBG—IS波长解调试验对比，试验测量FBG应变传感灵敏系数与理论值十分接近；对埋入CFRP的FBG裸光栅，由于不存在粘贴层界面传递的影响，其应变测量值可无需修正．     

镍铝青铜基冷喷涂Cu402F与Cu涂层的力学性能

针对镍铝青铜合金在实际工况中的常见失效形式,采用冷喷涂技术在镍铝青铜9442合金上制备了紫铜和Cu402F修复涂层。使用OM以及SEM观察了涂层表面与截面的微观形貌,使用XRD对涂层进行表征,使用拉伸试验机、纳米压痕试验仪、摩擦磨损试验机测试了涂层的结合强度、显微硬度、弹性模量和摩擦学性能。结果表明:冷喷涂Cu402F涂层和紫铜涂层较为致密,厚度约为900μm;Cu402F涂层和紫铜涂层平均结合强度分别为34.37MPa和18.6MPa,显微硬度分别为5.79GPa、2.11GPa,弹性模量分别为198.23GPa、138.54GPa;Cu402F涂层摩擦系数、磨损率较低,减摩耐磨性能优于紫铜涂层。     

Plasma spray of biofunctional(Mg,Sr)-substituted hydroxyapatite coatings for titanium alloy implants

Plasma-sprayed hydroxyapatite(HA) coatings have been widely utilized in load-bearing titanium alloy implants. In this study, Mg, Sr co-substituted HA((Mg, Sr)-HA) nano-scale powders have been synthesized, which are further used to prepare(Mg, Sr)-HA coatings on Ti-6 Al-4 V alloys in order to improve the biological functions. The average size of(Mg, Sr)-HA nano particles is ～75 nm. The average bonding strength for(Mg, Sr)-HA coating and samples after heat treatment at 500°C or 600°C for 3 h are26.17 ± 2.11 MPa, 36.07 ± 4.48 MPa and 37.07 ± 2.95 MPa, respectively. There is a significantly increase of bonding strength likely due to low residual stress after heated treatment. MC3 T3-E1 cells show a high proliferation rate when cultured with(Mg, Sr)-HA coating extract compared to the normal culture medium, which also exhibit large extension and deposition of extracellular matrices when adhered on the coating surfaces. Thus, these(Mg, Sr)-HA coatings show high bonding strength and improved biological functions, which offer promising future applications in the fields of orthopedics and dentistry.     

A study of silica coatings on the surface of carbon or graphite fiber and the interface in a carbon/magnesium composite

A study has been made of the method of depositing a silicon dioxide coating on the surface of carbon or graphite fibers and of the interface in C/Mg composites manufactured by vacuum pressure infiltration: the mechanical properties of the materials were also studied. For the coating process, the fibers were passed through a toluene solution containing a silicon-based organometallic compound and chloride, following which hydrolysis and pyrolysis of the organometallic compound occurred to form a thin and uniform silicon dioxide coating on the surface of the fibers. The air-stable silicon dioxide coating facilitates wetting and bonding between carbon or graphite fibers and liquid magnesium. The carbon- and graphite-fiber-reinforced magnesium composites were fabricated by vacuum/pressure infiltration processing. Special attention was focused on analysis of the structure of the coating which was deposited by the solution immersion process with the aid of analytic instruments such as SEM, EDAX, TEM, XPS and SAM. Manufacturing processes of C/Mg composites, the interface chemical reaction, and the mechanical properties were also studied.