ZM5镁合金微弧氧化膜的生产规律

研究了ＺＭ５铸造镁合金微弧氧化膜的生长规律，初步分析了氧化膜生长机理。初始阶段，氧化膜向外生长速度大于向内生长速度，达到一定厚度后完全转向基体内部生长。氧化膜具有疏松层和致密层两层结构，致密层最终可占总膜厚的９０％     

LY12铝合金微弧氧化的尺寸变化规律

研究了ＬＹ１２铝合金微弧氧化过程中工件尺寸变化规律，并初步分析了氧化膜生长机理。氧化膜经过一段时间的线性增长后，生长速度逐渐降低。氧化初始阶段向外生长为主，氧化膜达到一定厚度后，工件外部尺寸不再增加，而逐渐转向基体内部生长。氧化膜分为疏松层和致密层两层结构，致密层最终可占到总膜厚的７５％以上，打磨掉表面疏松层后，工件基本上能保持原始尺寸。     

铸造镁合金微弧氧化机理

研究了ＺＭ５铸造镁合金微弧氧化过程中心膜生长规律和膜的相结构及形貌特征,并探讨了氧化膜生长机理。在初始一段时间内,氧化膜向外生长速度大于向内生长速度。氧化膜达到一定 度后,工件外部尺寸不再增加,而氧化膜完全转向基体内部生长。氧化膜具有表面疏松层和致密层２层结构,在ＮａＡｌ２Ｏ３溶液中氧化时,前者由ＭｇＯ和ＭｇＡｌ２Ｏ４相组成,后者主要由ＭｇＯ疏松层中富集来自溶液的铝元素。     

磷酸盐体系下氧化时间对氢化锆表面微弧氧化膜的影响

在磷酸盐体系下,采用恒压模式对氢化锆进行微弧氧化。考察了微弧氧化时间对氧化膜的厚度、结构、表面形貌、截面形貌以及阻氢性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、膜层测厚仪分析了氧化膜的表面形貌、截面形貌、相结构及膜层厚度。通过真空脱氢实验评估膜层的阻氢性能。结果表明:随着氧化时间的延长氢化锆表面微弧氧化膜层厚度由65.2μm增大至95.4μm;氧化膜的生长速度随着氧化时间的延长而逐渐降低;氧化时间对于膜层的结构没有明显影响,膜层主要由单斜相氧化锆(M-ZrO2)和四方相氧化锆(T-ZrO2)构成;氧化时间的增加有助于提高氧化膜的致密性和阻氢效果,当氧化时间为25 min时,氧化膜的PRF值达到最大值11.6。     

碳钢热浸镀铝及微弧氧化研究

进行了碳钢热浸镀铝后微弧氧化的试验研究。观察、分析了镀铝层表面微弧氧化陶瓷膜的微观形貌以及组织结构；探讨了微弧氧化膜的形成机理及影响因素。结果表明，镀铝层表面形成的氧化膜为两层，表面疏松层和内部致密层。致密层硬度很高，疏松层硬度较低。微弧氧化膜的质量与热镀铝层质量及微弧氧化的工艺参数密切相关。     

铝合金微弧氧化工艺研究

为了达到改善铝合金表面硬度低、耐磨耐蚀性差的目的,采用脉冲电源微弧氧化技术在硅酸钠电解液中在铝合金表面原位生长陶瓷膜.讨论氧化时间和电流密度对微弧氧化成膜厚度的影响.用数字式覆层测厚仪测量膜厚,扫描电子显微镜和X射线衍射分析膜层显微结构和相组成.结果表明:氧化时间越长,膜层越厚,但是30min以后不再增厚,电流密度越大,膜层越厚;陶瓷层表面有微孔产生,膜层与基体结合紧密,膜层由致密层、过渡层和疏松层组成,致密层厚且致密;氧化膜由γ-Al2O3、mullite莫来石(3Al2O3·2SiO2)和AlO相组成.     

电流密度对AZ91D镁合金微弧氧化膜性能的影响

采用不同的氧化电流密度（20 mA/cm^2、50 mA/cm^2、70 mA/cm^2、100 mA/cm^2）,在碱性硅酸盐溶液中镁合金AZ91D表面制得了一系列的微弧氧化膜,并且利用体视显微镜方法、X射线衍射方法和电化学阻抗方法对膜层的表面形貌、结构组成以及电化学阻抗等性能进行了比较研究.结果表明,氧化电流密度越高,膜层的生长速度越快,膜层的晶化程度越高,但是膜层的粗糙度和孔隙率升高,阻抗反而下降.膜层的阻抗性能不是由膜层的总厚度决定,而是主要取决于氧化膜的致密程度.     

Mg-Gd-Y系合金微弧氧化层生长机制及耐蚀性研究

利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等分析手段,研究Mg-11Gd-1Y-0.5Zn合金微弧氧化陶瓷层的生长规律,分析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,较氧化初期相比,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。在7～12min时,膜层具有较好的耐蚀性。     

TC4合金高频感应氧化工艺的研究

采用高频感应氧化法对TC4钛合金在高活性干空气流动场中进行氧化处理,生成了氧化膜层,研究了不同处理温度和处理时间对氧化膜层的影响,并通过SEM观察及XRD分析,研究了膜层形貌及其结构。结果表明,温度和时间对氧化膜层的形成有显著影响,在800～1000℃的处理温度范围内,可在较短的时间内获得结构致密的氧化膜;氧化膜的氧化生长动力学呈抛物线形式,膜层的相由TiO2和α-Al2O3组成。     

镁合金微弧氧化陶瓷层的生长过程及其耐蚀性

利用扫描电镜(SEM)和盐雾腐蚀试验等手段。研究了镁合金微弧氧化陶瓷层不同生长阶段的形貌特征及耐蚀性．结果表明：整个过程可分为三个阶段。即阳极沉积阶段、微弧阶段和局部弧光阶段．阳极沉积阶段是在阳极表面发生团絮氧化膜沉积与扩展的过程；微弧阶段是前期缺陷减少与消失并形成均匀膜层的过程，陶瓷层表面微孔孔径较小，膜层均匀致密；局部弧光阶段形成的放电微孔孔径较大，陶瓷层比较疏松．陶瓷层的耐蚀性则表现出先增后减的变化趋势．在微弧氧化处理8min～12min时，陶瓷层的耐蚀性最好．通过控制陶瓷层不同生长时期的能量分配，尽量延长陶瓷层的均匀生长过程。可以获得到均匀致密的陶瓷层．     

SUS430不锈钢纳米表层的高温氧化行为

通过高能喷丸方法在SUS430不锈钢表面制备纳米表层,利用X射线衍射(XRD)、热分析(TGA)、扫描电镜(SEM)及能谱(EDS)进行测试,研究了纳米表层在不同气氛中的高温氧化行为,并分析了表面自身纳米化对SUS430不锈钢耐氧化性能的影响。结果表明:纳米表层在氧化初期氧化强烈,呈线性规律迅速增重,但达到钝化的时间短,氧化膜薄且致密,厚度仅为原始表面氧化膜的1/4,使钝化以后的氧化速率比原始表面低,总的氧化增重仅为原始表面的1/3,耐氧化性大大提高。其原因是表面自身纳米化处理增加了表层的晶界面积,提高了氧化物的形核几率,也为元素的扩散提供了更多通道,因而促进了Cr元素的选择性氧化。在最表层形成的是疏松的富Fe氧化物,该层氧化物对耐氧化性的提高贡献不大,在靠近基体的底层形成致密的富Cr氧化物,能很好地抵抗基体的进一步氧化;纳米表层比原始表面更容易形成连续的氧化膜,该氧化膜的内应力小,韧性好,与基体的结合力强。     

TC4钛合金阳极氧化着色膜显色规律探讨

目的在不同电解液、电压等工艺参数下对TC4钛合金进行阳极氧化,获得彩色膜,分析探讨着色膜颜色随不同工艺参数变化的显色规律,并通过该显色规律分析着色膜显色机理。方法分别选用NaOH电解液、H3PO3电解液、Na2SiO3盐溶液对Ti6A14V钛合金进行氧化着色。通过金相显微镜、SEM、XRD、AFM和3nh色差仪等测试方法,分析氧化膜层显微组织、形貌特征、物相成分、膜层厚度与颜色变化。结果3nh色差仪测得膜层颜色值(L^*、a^*、b^*)随电压具有周期变化规律。在电压参数为120 V左右的起弧电压之前,三种电解液阳极氧化着色膜均是由非晶态的钛氧化物组成,显色规律一致,氧化膜层致密均匀,只是生长速率稍有不同。膜层显色是干涉加强光色与干涉减弱光色的互补光色的共同作用。通过钛合金氧化膜干涉光程差公式修正,推导出了薄膜厚度的理论计算公式,且AFM测试结果与理论计算得出的膜厚基本一致。随着电压继续升高,电解反应剧烈,宏观表面观察到微弧放电现象,电解过程过渡到微弧氧化阶段。结论在低电压阳极氧化阶段,TC4钛合金着色膜层是由致密均匀的非晶态钛氧化物组成,膜层生长方式是随电压均匀层状生长,显色原理主要是薄膜干涉原理。通过控制电压参数,可控制膜层厚度,继而得到理想的颜色。在Na2SiO3盐溶液中的膜层生长速率为1~1.7 nm/V。     

稀土Ce对310S奥氏体耐热不锈钢高温氧化行为的影响

采用热重分析法对不同稀土Ce含量的310S奥氏体耐热不锈钢高温氧化行为进行了系统研究,通过氧化增量曲线分析了相同温度下试验钢的氧化增量规律,并采用场发射电子探针(EPMA)表征氧化膜断面结构及元素分布,同时采用X射线衍射仪(XRD)分析氧化膜的物相组成。结果表明:在循环氧化初期,试验钢的高温氧化增量曲线遵循抛物线规律。试验钢的氧化膜由外层(Cr,Mn)₃O₄“尖晶石”型氧化物和内层Cr₂O₃氧化物组成。适量的稀土元素Ce能促进氧化物/基体界面处的应力释放,同时减少并延缓氧化膜与基体界面孔洞的形成,因而提高氧化膜的抗剥落性。     

The Influence of Oxidizing Medium on Structure,Mechanical Properties,and Breakage Pattern of Oxide Films of Zr—1% Nb Alloy under Conditions Simulating Oxidizing Media of WWER and PWR Reactors

This article investigates into the structure, phase composition, mechanical properties, and breakage pattern of oxide films formed on the surface of Zr—1% Nb alloy after corrosion tests in autoclave in water, steam, and water with lithium. Oxidation in water with lithium promotes formation of oxide films with a thickness of more than 100 μm, and, after oxidation in water or steam, the thickness is 5–15 μm. Upon oxidation in water, oxide films are generated with laminar structure: in the substrate, the grains are extended with the thickness of ~80 nm, near film surface the grains are equiaxial with the diameter of ~30 nm. After holding of the specimens in steam the oxide films are comprised mainly extended grains with the thickness of ~95 nm with a minor amount of equiaxial grains, 10%, with a diameter of ~30 nm, after oxidation in water with lithium the mixture of equiaxial and weakly extended nanograins is observed in the film structure. Upon loading of specimens with the structure of equiaxial and weakly extended grains the oxide films are broken due to generation of transversal cracks propagating to basic metal. The oxide films with laminar structure oxidized in water are broken due to exfoliation along the interface between the layers of extended and equiaxial grains. Breakage of films with the structure of equiaxial and weakly extended grains starts at the stage of elastic deformation at a stress of 300 MPa. The highest breakage stresses of 1150 MPa are characteristic for alloy specimens oxidized in steam. Breakage of films with laminar structure after oxidation in water occurs at average stresses of 798 MPa. The cohesive/adhesive strengths of films oxidized in water and steam are nearly the same. In thick alloys, oxide films oxidized in water with lithium, substrate does not open even at loading of 100 N. According to data of Raman spectroscopy, oxide film is mainly comprised of monoclinic phase of zirconium oxide; however, after oxidation in steam at the metal—film interface, a barrier layer of tetragonal phase of zirconium dioxide has been detected that prevents accelerated oxidation.     

An XPS Study of Native Oxide and Isothermal Oxidation Kinetics at 300 °C of AZ31 Twin Roll Cast Magnesium Alloy

Magnesium alloys are very important for lightweight applications. Industrially, these alloys cannot be used without some necessary processing to improve their corrosion properties. The most widely used methods include coating, surface treatments and cladding. In these processes, the magnesium oxide scale plays an important role in the bonding mechanism between the substrate and the coating or the cladding materials. The aim of this study is to understand the spontaneous oxide formation and the initial oxidation kinetics of the TRC AZ31 magnesium alloy. The results are important for the understanding of the subsequent surface treatment processes of that alloy. Therefore, the study comprises: first, the analysis of the native oxide which forms spontaneously after Twin Roll Casting of an AZ31 magnesium sheet, and second, the investigation of the oxidation behavior of the AZ31 magnesium alloy heated in air at 300 °C with different exposure times ranging from 1 to 180 min. The results showed that the thickness of the native oxide is 5 nm and the oxide surface mainly comprises of magnesium, oxygen, and carbon compounds. The oxide film contains magnesium oxide in the form of MgO as the main oxide compound with a very thin layer of MgCO₃ and Mg(OH)₂. The X-ray photoelectron spectroscopy results revealed two stages of oxidation kinetics during exposure to 300 °C. Rapid growth represents the first stage, which lasts for about 30 min. After that period, the oxide growth slowed, indicating a steady state character, where the oxide film growth approaches a limit value. This slow growth is due to the lack of diffusion of oxygen into a dense oxide layer possessing a low concentration of defects. The oxidation kinetics follows an inverse logarithmic law.     

锆合金氧化膜在真空退火过程中的氧扩散行为

针对已预腐蚀生成一定厚度氧化膜的Zr-Sn-Nb合金,研究了其在不同温度下进行真空热处理过程中的氧扩散动力学及亚稳相演变行为。结果表明,真空退火后氧化膜变薄,氧在氧化锆基体中的扩散增强,并计算了特定合金中氧的扩散系数。退火后微观化学分析表明亚稳相层厚度增加。固溶氧锆基体(Zr(O))层也明显增厚。针对该现象,讨论了对应氧扩散及亚稳相形成过程：该扩散极为可能是由ZrO₂和(Zr(O))之间存在的氧含量梯度以及锆基体的高氧溶解度造成,受抑制的氧化速率将促进亚稳相的生长。在实际水腐蚀情况下,氧化及氧化膜向基体溶解过程应该是共存的。当氧化速率受限时,氧化膜向基体溶解作用将增强,有利于形成较厚的亚稳层。     

Si对625合金激光熔覆层高温氧化特性的影响

利用循环氧化法,研究了不同Si含量（0%,1%,3%,质量分数）的625合金熔覆层在700、800、900 ℃下氧化144 h后的高温氧化行为。用XRD分析了氧化物相。通过SEM/EDS研究了氧化物表面和截面的形貌、元素组成和氧化膜的厚度。结果表明,不同温度下试样的氧化动力学都保持抛物线规律,随着温度的升高,氧化增重逐渐增加。通过观察,在900 ℃时,0% Si含量的625合金熔覆层出现了氧化膜大面积剥落的情况,3% Si含量的合金熔覆层氧化膜保持完整。在700 ℃时,随着Si含量增加,氧化膜表面的氧化颗粒尺寸减小且更加致密,同时促进了Cr₂O₃氧化物的生成。在700 ℃下,0 % Si含量的试样出现了大片的内氧化区域;1% Si含量的试样基体部分出现了2处条状的含Ni,Cr,Mo的氧化物相区;而3% Si含量的试样氧化后由于生成了富Si的内氧化层,这阻止了内氧化的发生。外层Cr₂O₃氧化膜和内层SiO₂的联合作用既阻止了O阴离子的渗入也抑制了Fe等金属离子的扩散,提高了合金熔覆层的抗氧化性。     

氧化时间及铬含量对Fe-Cr钢高温氧化行为的影响

为了测定不同氧化时间以及铬含量对高温条件下钢材表面氧化铁皮组织和厚度的影响,将Fe-5Cr钢与Fe-10Cr钢在1000 ℃空气条件下氧化60~180 min,采用增重法绘制其氧化动力学曲线,并利用光学显微镜、能谱仪和X射线衍射仪对氧化铁皮的断面形貌和物相进行研究。结果表明,两试验钢氧化初期为“气-固”反应,中后期为“气相-氧化铁皮-固相”反应。两试验钢氧化铁皮结构均由外氧化层、内氧化层和内氧化区域组成。当氧化时间为180 min时,Fe-10Cr钢检测到了内氧化物Cr₂O₃。空气中氧元素向内扩散与基体中铬元素发生反应生成内氧化物Cr₂O₃,再与氧化铁皮层中的FeO发生固相反应生成尖晶石结构产物FeCr₂O₄。随着氧化时间的增加,由于内氧化物Cr₂O₃不断受到内氧化层的包裹而转为外氧化,内外氧化的转变使得基体不断被腐蚀,氧化铁皮厚度不断增加。