AZ91镁合金表面MgFe204薄膜的溶胶-凝胶法制备及其耐蚀性能

MgFe2O4耐酸耐碱,但目前还未见将其制成镁合金防腐蚀涂层的报道。采用溶胶．凝胶法在AZ91镁合金表面制备了MgFe：O。薄膜,利用正交试验研究了镀膜层数、溶胶中Mg2＋与Fe3＋的摩尔比、烧结温度、烧结时间对AZ91镁合金膜试样自腐蚀电流密度的影响,得出最优方案,并研究了优化条件制备的膜试样的组织结构及耐蚀性。结果表明：各因素对AZ91镁合金膜试样自腐蚀电流密度的影响程度由大到小依次是镀膜层数、烧结温度、nMg3＋／nFe3＋、烧结时间;最优条件是镀膜1层,nMg2＋／nFe3＋=0．35,烧结温度400℃,烧结时间5h;与AZ91镁合金基体相比,优化条件制备的MgFe20。薄膜的自腐蚀电流密度降低了1个数量级,自腐蚀电位正移了690mV,耐腐蚀性能得到很大提高。     

AZ31镁合金表面磁控溅射Zr(Al,Ti)-SiN_x复合薄膜及其耐蚀性能

镁合金表面沉积薄膜可以提高其耐蚀性,但现有的几种沉积方法得到的膜疏松、与基体结合力差,影响了其耐腐蚀性能.为此,采用磁控溅射法在AZ31镁合金表面制备了Al,Zr,Ti膜及其与SiN_x的复合薄膜.用扫描电镜、X射线衍射、XPS研究了金属膜及其与SiNi_x复合薄膜的晶体结构、表面形貌和化学成分.结果表明:所制备的SiN_x薄膜为非晶态的富N膜;Zr膜的耐腐蚀性最好,Al膜的保护性最差;Zr-SiN_x复合薄膜比AZ31镁合金的腐蚀电流密度降低了3个数量级,Ti-SiN_x复合薄膜在阳极极化区出现了钝化.SiN_x复合薄膜的耐腐蚀性优于AZ31镁合金和单一金属膜.     

AZ91D镁合金表面钙系磷酸盐膜层的制备及其耐蚀性

为了降低AZ91D镁合金活泼的化学性质,使其成为耐蚀性更好的医用金属材料,在不同pH值及反应温度等条件下对AZ91D镁合金进行钝化,观察了不同条件下制备的膜层的表面形貌、元素构成,并测试了其电化学性质,研究了磷化的pH值和温度对磷化膜性能的影响。结果表明:磷化液的温度及pH值对磷化膜性能有重要影响,当pH值为2.8,温度为40℃时,制备的磷化膜为针状鳞片、尺寸均一,膜层覆盖最为致密细腻,表面膜层中主要生成了CaHPO_4·2H_2O化合物,即DCPD,还有少量Ca_3(PO_4)_2,膜层在AZ91D表面形成了稳定的钝化层,有效降低了其化学活泼性,大幅提高了其耐蚀性。     

AZ31镁合金环境友好阳极氧化处理研究

通过正交试验得到AZ31镁合金无铬、无强氧化物的阳极氧化处理配方及工艺,运用扫描电子显微镜、X射线衍射分析及电化学测试系统对阳极氧化膜的组织结构与耐蚀性进行了表征。结果表明,该环境友好阳极氧化工艺可在AZ31镁合金表面形成具有一定耐蚀性的阳极氧化膜;所得阳极氧化膜表面质量好,是一种多孔的陶瓷膜,膜的物相主要是晶态的MgO、ZnO、Mg以及非晶态的MgAl2O4、Mg18Al23等;阳极氧化处理试样的自腐蚀电流密度减小,而腐蚀电位有所提高,说明镁合金表面形成的阳极氧化膜提高了镁合金表面的耐腐蚀性能。     

制备工艺参数对镁合金表面沉积TiCN薄膜耐蚀性的影响

采用射频磁控溅射法在AZ31镁合金表面沉积TiCN薄膜,研究了制备工艺参数对TiCN薄膜耐腐蚀性能的影响。结果表明,在Ti靶功率50W,C靶功率50W,N2流量20sccm,溅射时间4.5h条件下,镀TiCN薄膜的镁合金基体具有最佳的耐蚀性,其在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的腐蚀电流密度为1.664×10-6 A/cm2,比同等条件下纯镁合金基体的腐蚀电流密度(1.785×10-5 A/cm2)下降了1个数量级。     

AZ31镁合金表面磁控溅射SiNx薄膜的性能研究

采用磁控溅射法在AZ31镁合金表面沉积了SiNx薄膜.用场发射扫描电镜、X射线衍射、X光电子能谱等研究分析了薄膜的晶体结构、表面形貌和化学成分.实验结果表明,所制备的SiNx薄膜为非晶态的富N膜;SiNx薄膜可显著降低AZ31在3.5%的NaCl溶液中的腐蚀电流密度,膜厚为1.5靘时,在阳极极化区出现钝化现象.     

AZ91D镁合金表面熔盐置换扩散涂层组织及耐腐蚀性能研究

采用AlCl3-NaCl熔盐自发置换扩散工艺在AZ91D镁合金表面制备镁铝金属间化合物涂层,并利用开路电位、电化学阻抗方法对镁合金及熔盐置换扩散改性处理试样在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的腐蚀行为进行比较研究。结果表明:熔盐自发置换扩散铝涂层在温度为400℃,保温8h的工艺条件下呈现出了明显的分层结构特征。根据组织结构不同,可将其分为:颗粒状形貌的外层和具有网状结构的内层;经表面熔盐自发置换扩散处理后的镁合金试样,腐蚀电位比未改性的AZ91D镁合金大幅提高,膜层阻抗约为未改性的AZ91D镁合金的10倍。     

成膜温度对镁合金镧盐转化膜耐蚀性的影响

为了探究镁合金表面单纯镧盐转化膜的最佳成膜温度,采用不同成膜温度在镁合金表面制备了镧盐转化膜,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对膜层表面形貌及成分组成进行观察分析,采用点滴试验和电化学方法对膜层耐蚀性能进行了探究.结果 表明:镁合金试样表面生成了镧盐转化膜,不同成膜温度所得试样的表面存在大小不一的裂纹,其中20 ℃获得的镧盐转化膜表面裂纹最少;EDS结果表明镁合金表面形成的镧盐转化膜主要组成为La和O元素,XRD结果表明转化膜主要组成是氢氧化镧;点滴试验结果显示20℃获得的镧盐转化膜耐蚀效果最好,电化学测试结果与点滴试验结果存在一致性,相对未处理镁合金试样,自腐蚀电位正移了865 mV,自腐蚀电流密度下降了4个数量级,阻抗模量增加了约4个数量级.     

AZ91D镁合金表面无氟微弧氧化膜的制备与表征

目前,常用的硅酸盐镁合金微弧氧化液成分复杂且含F离子,对环境不利.以Na2SiO3-NaOH为电解质溶液,通过恒压在AZ91D镁合金表面制备了无氟微弧氧化膜.采用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪及电化学测试对膜层表面的形貌、元素组成、相结构及耐蚀性等进行了表征分析.结果表明:氧化膜层表面微观多孔,膜厚约78 μm,膜层由Mg,Al,Si和O4种元素组成,不合F元素,物相主要为MgO和MgSiO3相;微弧氧化膜具有良好的耐蚀性能,与基体相比,自腐蚀电位变化较小,但腐蚀电流密度下降了近2个数量级.     

AZ91D镁合金超疏水膜层的制备及其表征

采用简单易行的化学刻蚀方法,通过硝酸刻蚀、化学镀银和硬脂酸自组装改性处理,在AZ91D镁合金表面上成功制备出了超疏水膜层,进一步解释了该制备工艺的化学反应机理。利用扫描电子显微镜和视频光学接触角测量仪对AZ91D镁合金表面超疏水膜层的微观形貌和润湿性能进行了表征,利用能谱仪和光谱仪测定了膜层的表面化学组成。结果显示,釆用上述方法处理后的AZ91D镁合金表面呈现出良好的疏水性,水滴在试样表面的表观接触角为153°,滚动角为4°。     

镁合金表面微弧氧化-SiO2复合膜层的微观结构和耐蚀性

采用有机醇盐水解法制备SiO2溶胶,用浸溃-提拉制膜技术在AZ31B镁合金微弧氧化陶瓷层表面制备SiO2膜层,研究了镁合金表面微弧氧化-SiO2复合膜层的微观结构和耐蚀性.结果表明:SiO2溶胶进入微弧氧化陶瓷层表面的微孔并形成了SiO2膜层;由微弧氧化陶瓷层和SiO2膜层组成的复合膜层的腐蚀电位比单一陶瓷层明显提高,...     

镁合金表面二氧化铈薄膜的制备及其性能

为改善镁合金的耐蚀性能,采用溶胶-凝胶(Sol-gel)法在ZM5铸镬合金表面涂覆一层Ce(OH)3薄膜,再经烧结制得二氧化铈(CeO2)薄膜.利用X光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)等测试技术对薄膜成分、表面形貌进行了分析;通过中性盐雾试验对CeO2薄膜的防蚀性能进行了评价.结果表明:溶胶体系在pH值为2.0～3.0内才能形成透明澄清的亮黄色溶胶,经烧结后得到具有一定防蚀作用的CeO2薄膜;其表面形貌为显微网状裂纹或干枯河床状.CeO2薄膜的表面维氏硬度较镁合金基体提高了约28%.     

压电陶瓷表面硅钙复合膜的制备与表征

采用溶胶-凝胶法制备了硅钙复合溶胶，并在压电陶瓷表面制备硅钙复合膜，以改善水泥基压电陶瓷复合材料界面。确定了溶胶配比，研究了陈化、低温热处理和硅烷偶联剂对覆硅钙复合膜压电陶瓷接触角、压电和介电性能的影响。结果表明，硅钙复合溶胶中Ca与Si摩尔比>0.2时不利于成膜；提高陈化温度和延长陈化时间可明显减小硅钙复合膜的接触角；硅钙复合膜层数最佳为3层，烧结温度不大于160℃；加入微量硅烷偶联剂可有效改善膜层开裂。制备的硅钙复合膜接触角最小为27°，亲水性好。      

纯Mg表面TiO_2薄膜的耐蚀性研究

以四氯化钛为前驱体,去离子水为溶剂,盐酸为抑制剂,采用溶胶-凝胶法制得TiO2溶胶。采用浸渍-提拉技术在纯镁基体上制得TiO2薄膜,以提高纯镁基体的耐蚀性。通过正交实验,以电化学阻抗值作为评价标准,研究了热处理温度、涂层次数、溶胶浓度对试样耐腐蚀性的影响。结果表明,溶胶浓度为0.5%、涂层次数为3、热处理温度为100℃时得到的TiO2薄膜具有最好的耐蚀性。     

半金属 Fe3O4薄膜的制备工艺探索

半金属材料Fe3O4是一种新型的功能自旋电子材料，由于其具有百分之百的自旋极化率而备受关注．但由于铁元素存在多种价态的氧化物，使得制备单一成分的Fe3O4非常困难，因而本文着重对磁控反应溅射制备单一成分的Fe3O4薄膜进行了研究，探索了晶化温度对薄膜结构的影响，并通过引入缓冲层Ta对其性能进行改善，得到了反应溅射制备半金属Fe3O4的最优条件．另外，通过对所制备的Fe3O4薄膜磁电阻效应的测试，发现多晶Fe3O4具有同单晶Fe3O4薄膜类似的负磁电阻效应，因此有望将其应用到自旋电子器件中．     

溶液法制备MgB2超导膜研究

介绍了利用溶液法制备Mg(BH4)2前驱体,进而在衬底上涂抹粘稠的Mg(BH4)2乙醚溶胶(Mg(BH4)2.Et2O)制备MgB2厚膜的方法,也可称为溶胶凝胶法制备MgB2。运用此种方法制备出了10μm级厚度、转变温度达到37 K的MgB2超导厚膜。这种方法设备简单、制膜所需温度低、原料便宜,并且无毒无污染。更为重要的是,这种方法克服了困扰工业上因为硼(B)在采购、运输和存储过程中易于氧化的缺点,可以通过将Mg(BH4)2.Et2O溶胶直接在衬底上均匀甩胶,进而大规模制备MgB2带材。可见溶液法制备MgB2是一种有着很大应用潜力的方法。     

溶胶-凝胶法在3D-SiC陶瓷表面浸涂Al_2O_3薄膜的研究

以无机盐Al(NO_3)_3·9H_2O为先驱体、水为溶剂,加入不同浓度的胶溶剂HNO_3,采用溶胶-凝胶(Solgel)法制备了勃姆石(γ-AlOOH)溶胶.分别以溶液下降法和真空浸渍法在三维网络碳化硅陶瓷骨架(3D-SiC)表面浸涂γ-AlOOH溶胶,采用不同烧结制度在3D-SiC表面生成了Al_2O_3薄膜.采用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(IR)和扫描电子显微镜(SEM)分析了薄膜的物相和显微结构,并检测了薄膜的抗热震性.结果表明,采用真空浸渍法在3D-SiC表面浸涂加入浓度0.22mol/L HNO_3制备的γ-AlOOH溶胶能烧结形成致密平整的Al_2O_3薄膜.升高烧结温度,Al_2O_3晶粒长大,900℃时薄膜最致密且能观测到玻璃态显微结构.薄膜的抗热震性随烧结温度升高而提高.     

0.5wt%ZnO添加BaCe0.8Zr0.1Y0.1O3-a涂层提高避雷设施性能的研究

采用溶胶-凝胶法,在铁基底上制备了0.5%(质量分数)ZnO添加的BaCe0.8Zr0.1Y0.1O3-a涂层薄膜。根据原粉的热失重(TGA)和差热(DTA)曲线控制烧结温度和保温时间。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和TEM对其晶体结构、表面和断面形貌进行了表征。XRD分析得到制备的膜层BaCe0.8Zr0.1Y0.1O3-a相为主,SEM表征结果显示,膜层表面涂层均匀、结构致密,没有大的裂纹孔洞等缺陷;膜层与基底断面的SEM显示界面处两者匹配较好。ZnO增强涂层连接性的微观原因由TEM结果表征。分别在干燥和湿润空气条件下测量膜层材料电导率,结果得到湿润空气中膜层材料电导率高,而且温度越高时电导率越大。这种膜层适合作为避雷线的保护层,并能起到提高避雷线性能的作用。