含石墨微粒的电解液中电流密度对ZL108微弧氧化膜层特性的影响

在含石墨微粒的硅酸钠电解液中,采用不同的电流密度（1, 5, 10,15和20 A/dm2）在ZL108铝合金上制备了微弧氧化（MAO）膜层。利用SEM、EDS、XRD、涡流测厚仪和显微硬度计对微弧氧化膜层的特性进行了研究。结果表明,随着电流密度的增加,微弧氧化膜层的增厚导致氧化电压增加。微弧氧化膜表面多孔,微孔的直径和烧结盘尺寸逐渐增加。膜层表面C、Si元素的相对含量随电流密度增加而增多,C元素在膜层表面呈均匀分布,膜层截面C元素主要集中在膜层外侧。膜层主要由SiC, SiO2, θ-Al2O3, α-Al2O3组成, SiC相来源于石墨与SiO2反应。随电流密度增大,膜层硬度增加。膜层耐蚀性呈先升高后降低的趋势,并在5A/dm2时膜层腐蚀速率最低。     

SiC微粉添加剂对铝合金钻杆材料微弧氧化膜层性能的影响

目的提高铝合金钻杆材料微弧氧化膜层的性能。方法在电解液中加入0~4 g/L的SiC微粉,对7E04铝合金钻杆材料表面生成的微弧氧化膜层进行改性,研究了微弧氧化膜层的氧化电压-时间曲线、厚度、显微硬度、表面形貌、膜层元素含量、相组成和耐蚀性。结果随着SiC微粉质量浓度的增加(0、1、2、3、4 g/L),氧化电压不断增加,在4 g/L时几乎达到550 V。微弧氧化膜层的厚度和显微硬度增加,各浓度下的膜层厚度分别为42.3、43.6、45.0、45.3、50.0μm,膜层显微硬度分别为341.8、375.2、394.4、405.1、436.8MPa。同时,放电孔的孔径和烧结盘的尺寸也逐渐增加。在微弧氧化过程中,SiC被氧化成SiO_2,基体中的Al被氧化成α-Al_2O_3和γ-Al_2O_3,膜层中的相组成主要有α-Al_2O_3、γ-Al_2O_3、SiO_2和莫来石。同时,随着SiC微粉浓度的增加,膜层中的C、Si元素含量增加,Al元素和O元素的含量降低。膜层的腐蚀速率分别为1.11×10~(-1)、3.598×10~(-2)、5.223×10~(-2)、6.762×10~(-2)、1.323×10~(-1) mm/a,呈现出先减小后增加的趋势,耐蚀性先增加后降低。结论 SiC微粉的添加增加了膜层的厚度,改变了膜层的表面形貌,同时提高了微弧氧化膜层的显微硬度、耐蚀性等性能。     

电流密度对铈掺杂铝合金微弧氧化膜性能的影响

在不同电流密度下制备了铈掺杂ZL108合金的微弧氧化膜,研究了电流密度对铈掺杂铝合金微弧氧化膜性能的影响。利用扫描电镜观察微弧氧化膜的表面形貌,采用能谱仪分析膜层元素,利用极化曲线评定耐蚀性,并对微弧氧化膜的厚度、表面硬度进行了测定。结果表明,随着电流密度的增加,氧化电压、膜层厚度均增加,而硬度先上升后降低;微弧氧化膜表面微孔数量及尺寸不断增加,最后出现块状凸起并有裂纹产生。Ce元素在微弧氧化膜表面的分布随电流密度增加而不断均匀。当电流密度为10 A/dm~2时Ce含量最高,此时微弧氧化膜耐蚀性最好。     

电流密度对7075铝合金微弧氧化膜层组织与性能的影响

在硅酸盐电解液体系中对7075铝合金表面采用微弧氧化(MAO)法制备陶瓷膜层,并借助扫描电镜、三维立体显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、涂层附着力划痕仪和摩擦磨损实验机等对微弧氧化膜层的形貌及性能进行研究。结果表明:电流密度对微弧氧化膜层的组织与性能有较大影响。α-Al_2O_3是微弧氧化膜层的主要组成相,微弧氧化膜层具有较好的显微硬度及耐磨性能。当电流密度达到10 A/dm~2时,膜层的显微硬度与耐磨性能最优。     

氧化时间对ZL205A铝合金微弧氧化膜层的影响

在硅酸钠体系溶液中,研究了不同氧化时间对ZL_20_5A铝合金表面微弧氧化层表面形貌、厚度、元素分布及相组成的影响。结果表明,随氧化时间的增加,氧化膜表面微孔数量减少、孔径增大,膜层厚度不断增大;膜层中的Al、Si元素略有变化,O、P元素变化并不明显;氧化膜主要由α-Al_2O_3和Mullite(Al_6Si_2O_(13))组成,随着氧化时间的增加,膜层中的α-Al_2O_3和Mullite相含量不断提高,Mullite相主要由阳极反应中生成的Si O_2及Al_2O_3共同作用而产生。     

微弧氧化制备氧化铝阻氚涂层的研究（英文）

采用微弧氧化技术在316L不锈钢基体上制备了氧化铝阻氚涂层,利用XRD、SEM、涡流法对涂层进行了相结构、表面形貌、膜厚的分析,并进行了划痕实验、抗热震性能及阻氚性能测试。结果表明:相结构、表面形貌、膜厚受到微弧氧化电流密度、电压、反应时间的影响。其中,电流密度、电压都能改变涂层相结构,较高电流密度将促进Al→Al_2O_3的形成,而较高电压将促进γ-Al_2O_3→α-Al_2O_3的相变。提高电压、反应时间,涂层表面放电孔洞将变大从而影响表面质量;最佳电流密度为9 A/dm~2,此时表面质量较好。通过性能测试及综合分析,最佳工艺参数为6 A/dm~2、300 V、30 min,膜基结合力、抗热震较好,能使316L不锈钢的氚渗透率降低3个数量级。     

电流密度对TC11钛合金微弧氧化性能的影响（英文）

以硅酸钠(Na_2SiO_3)和钨酸钠(Na_2WO_4)为电解质在TC11钛合金表面生成一层微弧氧化膜。使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和显微硬度测试仪等观察涂层表面形貌和横截面形貌以及内外陶瓷膜层的显微硬度。结果表明,与基体钛合金相比,当电流密度为9 A/dm~2,膜层的显微硬度得到提高,但附着力有所降低。此外,在3.5%NaCl和30%H_2SO_4溶液中比较分析了膜层的电化学腐蚀和一般腐蚀,当电流密度为9 A/dm~2时,在30%H_2SO_4溶液中的膜层具有较低的自腐蚀电流密度。最后,通过SiC和膜层的对磨实验研究了膜层的磨损机理。     

含石墨烯纳米片电解液中电流密度对2024铝合金微弧氧化膜性能的影响

目的研究电流密度对陶瓷膜层厚度、硬度及耐磨、耐腐蚀性能的影响。方法在含有氢氧化钠和硅酸钠的电解液中添加石墨烯纳米片(GNPs),采用脉冲直流模式实现不同电流密度条件下2024铝合金的微弧氧化(MAO)处理。采用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对膜层形貌和成分进行了分析,借助电化学极化曲线测试了膜层的耐腐蚀性能,使用X射线衍射仪(XRD)表征了试样的相组成,利用多功能材料表面性能试验机测定了陶瓷膜表面力学性能。结果电流密度从1 A/dm~2增加到5 A/dm~2时,含GNPs的陶瓷膜层厚度由4.2μm增加到5.8μm,不含GNPs的膜层厚度由2.7μm增加到4.5μm。电流密度为1 A/dm~2时,含GNPs的膜层硬度达到163 HV,比同电流密度下不含GNPs的膜层硬度提高63%。电流密度为1 A/dm~2时,摩擦系数约为0.5;电流密度达到5 A/dm~2时,摩擦系数降低为0.3,膜层的耐磨性能提高。电流密度为3 A/dm~2时,自腐蚀电位开始逐渐升高,而自腐蚀电流呈下降趋势,生成的陶瓷膜的耐蚀性最好。电流密度对陶瓷膜成分的影响不明显。结论试样致密层的摩擦系数随电流密度的增大而显著降低,耐磨性能提高。提高电流密度可有效减少膜层上放电孔洞的数量和尺寸,改善膜层的耐蚀性,电流密度达到3 A/dm~2时,膜层的耐蚀性能最佳。引入GNPs可提高膜层的厚度、硬度、耐磨性能、耐腐蚀性能。     

镁合金在硅酸盐体系中微弧氧化膜层的性能研究

利用交流微弧氧化装置对AZ91D镁合金在硅酸盐体系中进行了微弧氧化处理,并通过扫描电镜、电化学测试技术和表面性能测试仪等研究了氧化时间和电流密度对微弧氧化膜层表面形貌、厚度、耐蚀性、摩擦磨损性能和结合力的影响.结果表明：随氧化时间和电流密度的增大,镁合金微弧氧化膜层中微孔的数量减少,但微孔的直径和表面粗糙度增大.膜层厚度随氧化时间和电流密度的增加呈线性增大,但与基体的结合力明显降低.镁合金微弧氧化膜层的耐蚀性和耐磨性随氧化时间和电流密度的增大呈先增大后减小的趋势.镁合金在硅酸盐体系中微弧氧化处理的最佳工艺为氧化时间40min、电流密度0.20A/cm2.     

微弧氧化非连续成膜对膜层结构及性能的影响

在含有Na_2SiO_3和KOH的电解液中以恒定电压氧化方式对工业纯铝进行微弧氧化处理,研究电压对非连续微弧氧化成膜特性的影响.采用XRD及SEM对微弧氧化膜的相组成及表面形貌进行分析.结果表明:非连续微弧氧化的电流在工作间隔处出现一定程度的降低;非连续工作模式的膜层生长速率与连续模式基本相同,并且都随工作电压的增加而增加;不同成膜模式所生长的微弧氧化膜均由较多的γ-Al_2O_3和少量的α-Al_2O_3相组成;非连续成膜方式对微弧氧化陶瓷膜的形貌影响不大,且未造成氧化膜分层现象;不同成膜模式下所形成的微弧氧化陶瓷层的耐磨性能和耐腐蚀性能随工作电压变化具有相同的变化规律,均随电压的增加而增大;非连续成膜提高了微弧氧化控制的灵活性.     

SiC颗粒增强的AZ91D镁合金微弧氧化膜层的结构与性能研究

在硅酸盐体系的电解液中加入SiC粉末,对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理.用SEM、XRD分析加入SiC粉末对微弧氧化膜层的表面形貌特征和物相成分的影响.结果表明,加入SiC粉末后微弧氧化膜层表面的微孔变少且直径减小;膜层物相成分中增加了SiC相.在w(NaCl)=3.5%溶液中的电化学腐蚀实验结果表明,加入SiC粉末后所制备的膜层的耐腐性能显著提高.在硅酸盐体系的电解液中加入SiC粉末(浓度为5g/L),频率600Hz、占空比30%、平均电流密度15A/dm<'2>时,可获得耐腐蚀性能较好的微弧氧化膜层.     

海洋钢微弧氧化膜层组织与性能

采用激光熔覆与微弧氧化技术相结合在S355海洋钢表面制备了复合陶瓷膜层,运用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)表征陶瓷膜层的微观结构,通过涂层结合力、显微硬度、残余应力、摩擦磨损和电化学等测试方法研究复合膜层的性能。结果表明:复合陶瓷膜层主要由内致密层和外疏松层组成,疏松层主要由γ-Al_2O_3组成,致密层主要由α-Al_2O_3组成。随着电流密度增大,膜层厚度与微孔孔径逐渐增大。复合膜层与基底层结合良好,其硬度较熔覆涂层的有明显提升。熔覆涂层表面残余应力为拉应力,复合膜层均为压应力。在电流密度为5 A/dm~2时,复合膜层能明显改善基体与熔覆涂层的耐磨性与耐蚀性。     

表面改性对YZAlSi11Cu3铝合金耐磨性能的影响

研究了微弧氧化电流密度、频率对YZAl Si11Cu3压铸铝合金表面涂层物相组成、表面形貌、摩擦系数和磨损形貌的影响。结果表明,不同微弧氧化电流密度的涂层均由γ-Al_2O_3、α-Al_2O_3以及基体Al相组成;随着电流密度的增加,涂层中α-Al_2O_3衍射峰逐渐增强,而基体Al相衍射峰逐渐减弱;从涂层形貌、摩擦系数、磨损形貌和磨损失重来看,适宜的电流密度为10 A/dm2;不同微弧氧化频率下涂层的物相也为γ-Al_2O_3、α-Al_2O_3以及Al相,随着频率的增加,涂层中α-Al_2O_3衍射峰的强度逐渐减弱,而Al相衍射峰逐渐增强;600 Hz时涂层的磨损失重为0.1 mg,而1 000 Hz时涂层的磨损失重为0.3 mg,磨损失重的测量结果与磨损形貌保持一致,对磨损失重而言,适宜的微弧氧化频率为600 Hz。     

Al_2O_3微粉添加量对镁合金微弧氧化膜特性影响

为了研究添加Al_2O_3微粉对AZ31A镁合金微弧氧化膜特性影响,在不同浓度Al_2O_3微粉氧化液中对其进行了微弧氧化处理。利用扫描电镜(SEM)观察了微弧氧化膜形貌,能谱仪(EDS)分析了膜层表面Ca、Mg、O、Al元素分布,X射线衍射仪(XRD)分析了相组成,测定了膜厚、硬度和氧化液中Al_2O_3表面电荷,讨论了改性机理。结果表明,加入Al_2O_3微粉后,氧化电压随Al_2O_3添加量增加先增加后降低;氧化膜表面孔洞数量和尺寸减小,膜层表面Ca元素分布逐渐减少,成膜效率降低,膜层致密度和表面疏松层硬度提高,氧化膜主要由MgO和MgO_4等相组成。     

钛合金表面Al_2O_3陶瓷膜制备及性能研究

采用多弧离子镀技术在TC4钛合金表面制备了厚度约40μm的纯Al层,然后在恒流模式下对其进行不同时间的微弧氧化处理,以获得耐磨的Al_2O_3陶瓷膜。采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机和拉伸试验机对钛合金镀铝层微弧氧化膜的微观组织结构、显微硬度、耐磨性和结合力进行了观察和测量。结果表明:微弧氧化陶瓷层主要由γ-Al_2O_3和α-Al_2O_3以及少量的非晶相SiO_2组成,膜层均匀、致密。随着微弧氧化时间的延长,Al_2O_3陶瓷层厚度增加,镀铝层厚度减小。微弧氧化3 h时,Al_2O_3膜致密层硬度达到1261 HV。氧化4 h,Al_2O_3陶瓷层厚达60～70μm,镀铝层几乎全部氧化,钛合金基材亦发生轻微氧化;但是,基体钛合金的氧化反而导致Al_2O_3膜层内形成贯穿裂纹等缺陷,膜层硬度下降,膜层与钛合金基材的结合强度降低。Al_2O_3陶瓷膜的摩擦系数较钛合金基材的有所降低,磨损量明显降低。Al_2O_3陶瓷膜/镀铝层/钛合金体系结合强度大于40 MPa,最高可达68 MPa。     

Mn元素对铝合金门窗表面陶瓷层特性的影响

采用微弧氧化技术在不同Mn含量的铝合金门窗表面进行了改性处理,研究了基体合金元素Mn对表面陶瓷层膜厚、显微硬度、形貌和物相的影响,并分析了其作用机理。结果表明,随着微弧氧化时间的增加,含0.5%Mn和含1.5%Mn的铝合金试样的表面陶瓷层厚度和显微硬度都表现为逐渐增加的趋势,且在相同的微弧氧化时间内,含1.5%Mn的铝合金试样的表面陶瓷层厚度更大、显微硬度更低。Mn含量为0.5%的铝合金表面陶瓷层中有γ-Al_2O_3相和少量α-Al_2O_3相,而Mn含量为1.5%的铝合金表面陶瓷层中只有γ-Al_2O_3相。     

电流密度对ZL108钨酸钠改性微弧氧化膜特性影响

在不同电流密度下制备了ZL108 Na2WO4改性微弧氧化膜,研究了电流密度对Na2WO4改性微弧氧化膜特性的影响。利用扫描电镜(SEM)观察氧化膜表面形貌,能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)以及X射线光电子能谱(XPS)分别测试了氧化膜截面元素分布、相组成以及W的化合价,极化曲线测试了耐蚀性。结果表明,随电流密度增大,微弧氧化膜由致密变为多孔,微孔数量增加、尺寸变大,膜层增厚。膜层中W、O含量增加,Al含量下降。微弧氧化膜由γ-Al2O3、Al和Si 3个相组成,W元素在膜中主要以WO3形式存在。微弧氧化膜的耐蚀性随电流密度增加而提高。     

石墨含量对TC4钛合金微弧氧化膜的影响

在硅酸钠+磷酸钠体系溶液中添加不同含量的石墨粉,以其为氧化液对TC4钛合金进行表面微弧氧化。通过扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪及摩擦磨损试验机,研究了石墨含量对TC4钛合金微弧氧化膜表面形貌、元素分布、相组成及摩擦系数的影响。结果表明,石墨含量的增加对TC4钛合金表面微弧氧化膜的形貌无太大影响,氧化膜层呈多孔结构,膜层表面有块状石墨颗粒分布;膜层中的Ti、P、O元素含量相对稳定,Si、C元素含量略有波动;膜层主要由TiO2和Ti组成,石墨对膜层中TiO2的形成有一定的阻碍作用;微弧氧化膜中的石墨颗粒能够起到一定的减摩作用,随着石墨含量的增加氧化膜的平均摩擦系数从0.85降至0.54。     

SiC_p/6092铝基复合材料微弧氧化膜的生长规律

在相同参数下对Si C_p/6092铝基复合材料进行了不同时间的微弧氧化处理,记录了电解液温度的变化,测定了微弧氧化膜的膜层厚度。利用SEM和XRD分析了氧化膜的微观形貌和相组成。结果表明,氧化初期氧化膜生长较快,20 min后生长速度趋于平稳;氧化膜表面分布着微小孔洞和细小裂纹,随着时间的增加,孔洞尺寸变大、数量变少,表面粗糙度增加;氧化膜主要由α-Al_2O_3相、γ-Al_2O_3相和莫来石相组成。     

电解液中的Na_2SiO_3浓度对2024铝合金微弧氧化陶瓷膜层组织与耐腐蚀性的影响

采用微弧氧化工艺在航空用2024铝合金基材表面制备陶瓷膜层。探究电解液(Na_2SiO_3+KOH)中的Na_2SiO_3浓度对微弧氧化膜层表面形貌、膜层厚度及其耐腐蚀性的影响。研究结果表明:随着Na_2SiO_3浓度增大,微弧氧化陶瓷膜层的厚度先快速增加,在ρ(Na2Si O3)=9 g/L后转为微小波动型的缓慢增加。随着Na_2SiO_3浓度的增加,表面微孔的数量与孔径也呈缓慢增大的趋势。当ρ(Na_2SiO_3)=11 g/L时,表面出现裂纹。当ρ(Na_2SiO_3)=5 g/L～7 g/L时,陶瓷膜层具有良好的耐腐蚀性能。