微弧氧化处理对AZ91D镁合金腐蚀行为的影响

采用碱性硅酸盐溶液,在AZ91D镁合金试样表面制得微弧氧化膜,并利用电化学阻抗方法对镁合金及微弧氧化处理试样在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为进行比较研究.结果表明,镁合金经微弧氧化处理后,腐蚀电位和膜层阻抗均有一定程度的提高.但在浸泡过程中,微弧氧化处理试样的电化学参数呈现出不同的变化规律,初期波动较大,后期则逐渐降低,趋向稳定.     

镁合金黑色微弧氧化膜在NaCl溶液中腐蚀电化学演变

目的 评价镁合金黑色微弧氧化热控膜层在氯离子作用下的腐蚀演变行为.方法 在电解液中添加不同浓度的添加剂制备微弧氧化膜层,分析不同微弧氧化膜试样在0.1 mol/L NaCl溶液中的电化学演变过程.采用电化学极化、电化学交流阻抗表征和拟合,结合扫描电镜等方法,对膜层演变规律及机理进行了探讨.结果 未经微弧氧化的镁合金自腐蚀电流密度为17.7 μA/cm2,自腐蚀电位为-1.464 V;经微弧氧化后,试样自腐蚀电流密度减小至0.09 μA/cm2,自腐蚀电位下降至-1.628 V.添加剂加入后制备的微弧氧化膜相比于镁合金基体,其耐蚀性能提高,且随着添加剂浓度的增加,耐蚀效果呈现先增加、后减弱的趋势,添加剂质量浓度在10 g/L时制备的膜层具有最好的防腐效果.镁合金微弧氧化热控膜层在NaCl溶液中腐蚀过程分为三个阶段:一是腐蚀性离子进入多孔膜层,引起界面熔融层变化;二是MgO与水分子反应造成内层膜更加致密,阻抗有所增加;三是腐蚀溶液接触到部分镁合金基底,发生电化学腐蚀,形成楔形效应,引发裂纹,最终导致局部腐蚀失效.结论 微弧氧化提高了膜层的耐蚀性能,其在0.1 mol/L NaCl溶液中的腐蚀过程可分为介质进入孔内、水合反应和局部腐蚀三个阶段.     

SiCw/AZ91镁基复合材料的微弧氧化行为及涂层的耐腐蚀性能

采用微弧氧化表面处理技术在SiCw/AZ91镁基复合材料表面制备保护性涂层.通过与AZ91镁合金对比,研究镁基复合材料的微弧氧化行为及其形貌特征,并采用电化学方法评价了微弧氧化涂层的耐腐蚀性能.结果表明,SiC晶须的存在影响了基底材料表面阻挡层的形成,使复合材料的微弧氧化行为不同于基体合金.与合金相比,在恒电流模式下进行微弧氧化的过程中复合材料的电压随时间的演变趋势不够理想,而且在相同工艺条件下复合材料的起弧时间比合金要长.复合材料在微弧氧化过程中偶尔会出现烧蚀现象.虽然SiC晶须会影响复合材料表面涂层的形成,微弧氧化处理仍然能够增强镁基复合材料的耐腐蚀性能,使其自腐蚀电位提高,腐蚀电流降低.当采用恒压模式制备涂层时,涂层耐腐蚀性能随电压的提高而增强.     

AZ91D镁合金微弧氧化过程中的火花放电现象研究

火花放电是微弧氧化处理过程中的一种代表性现象.在电火花的影响下,镁合金氧化 试样的表面形貌、元素分布以及表面电位分布等都发生了显著的变化.研究发现,火花放电 能够在氧化膜中留下大量的放电微孔,并且加速电极表面的氧化以及溶液中粒子在电极表面 的沉积.火花放电具有明显的成膜作用,使膜层内部更加致密,放电区域的表面电位正移. 另外,氧气的存在,对于电火花的尺寸和放电的剧烈程度具有明显的促进作用.     

ZK60镁合金微弧氧化改性研究

在NaOH电解液中,对ZK60镁合金进行微弧氧化处理。研究了微弧氧化过程的电压-时间曲线、微弧氧化电流、氧化时间对微弧氧化膜层的显微形貌和厚度的影响,测试了氧化膜的耐蚀性能。研究结果表明:随着微弧氧化电流和时间的增加,表面膜层厚度增加,但膜层中的微孔直径增加,表面粗糙度增加,氧化膜质量降低。在NaOH电解液中,微弧氧化电流为3A、氧化3min后,ZK60镁合金表面形成的氧化膜质量最好,厚度约为19.8μm。XRD分析表明微弧氧化处理后试样表面膜层由MgO相组成。耐腐蚀测试表明微弧氧化后样品的质量出现先增加而后降低的现象,其失重和析氢量均比未微弧氧化样品少,同时溶液pH值变化较慢,这说明微弧氧化后样品的耐腐蚀性提高。     

镁合金微弧氧化陶瓷层耐蚀性的电化学分析

采用IM6e型电化学工作站，测试了镁合金微弧氧化后陶瓷层的电化学阻抗(EIS)、稳态电流／电位极化曲(Steady State1／E Recording)以及Tafel斜率。结合测量结果对微弧氧化处理镁合金的耐蚀性进行分析。结果表明，经过微弧氧化处理后试样的电化学阻抗比未经处理原始试样的电化学阻抗高3个数量级。微弧氧化处理过程中存在一个最佳陶瓷层厚度，当超过或低于这个最佳厚度时，试样的耐蚀性都较差，只有达到这个最佳厚度时，试样的耐蚀性才是最佳的。     

AZ91D镁合金微弧氧化工艺参数的优化

利用自制微弧氧化装置在硅酸盐体系中对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理.采用4因素3水平正交试验,从考察膜层厚度、表面粗糙度和耐蚀性出发,确定了AZ91D镁合金在硅酸盐体系中的最佳工艺参数.结果表明：在最佳工艺条件下,微弧氧化膜呈多孔结构、孔径较小,裂纹较少,分布均匀,膜层较为致密;微弧氧化膜由MgO、Mg2SiO4、MgAl2O4和少量的SiO2组成;室温下,在质量分数为3.5%的NaCl中性溶液中浸泡168 h后,膜层表面未出现明显的点蚀现象,耐蚀性较镁合金基体有了很大提高.     

AZ91D镁合金的微弧氧化陶瓷层电化学腐蚀行为研究

利用微弧氧化技术对AZ91D镁合金在铝酸盐和锫盐溶液中进行表面陶瓷化处理.采用IM6e型电化学工作站,对微弧氧化镁合金进行电化学稳态电流/电位极化曲线测量以及塔费尔斜率测量.通过电化学测量对微弧氧化镁合金的腐蚀行为进行分析.结果表明:镁合金经微弧氧化处理后,点蚀的发生受到限制,镁合金微弧氧化试样的腐蚀电流较原始试样降低4～6个数量级.镁合金微弧氧化试样的耐蚀等级均达到耐蚀以上的等级.     

AZ91D镁合金微弧氧化膜在不同浓度NaCl溶液中的腐蚀行为(英文)

采用微弧氧化技术(MAO)在镁合金 AZ91D 表面制备微弧氧化陶瓷膜。利用电化学技术和浸泡实验研究该镁合金试样在不同浓度(0.1%,0.5%,1.0%,3.5%和 5.0%,质量分数) NaCl 溶液中的腐蚀行为。结果表明,试样的腐蚀速率随着氯离子浓度的升高而增大。在较高浓度(1.0%,3.5%和 5.0%)的 NaCl 溶液中的主要腐蚀形式是点蚀,而在较低浓度(0.1%和 0.5%)中是全面腐蚀。腐蚀过程可以分为两个阶段:亚稳态蚀点的出现和蚀点的生长。根据腐蚀过程中阻抗谱的特点,对镁合金微弧氧化膜试样在不同浓度 NaCl 溶液中浸泡 120 h 提出了不同的等效电路来模拟其腐蚀行为。     

镁合金微弧氧化陶瓷层形成及生长过程

为了探讨通电时间对镁合金微弧氧化陶瓷层形成和生长过程的影响规律,利用高速相机记录微弧放电状态,采用扫描电子显微镜观察膜层表面形貌,借助电化学测试分析膜层表面阻值,根据电压变化曲线计算能量消耗。结果表明:随微弧氧化时间增加,镁合金表面微弧放电斑点由边缘逐渐扩展至整个表面,放电强度增大且数量增多;微弧氧化初期,样品表面有含氧元素的不规则颗粒生成,数量逐渐增多,直至起弧瞬间形成孔径小于0.2μm的放电微孔;随微弧氧化时间增加镁合金表面阻值增大,直至3.1×104Ω时出现明显微弧放电现象;镁合金微弧氧化各时间段所消耗能量逐渐升高,陶瓷层生长阶段能量消耗54.62 k J明显高于起弧阶段的7.98 k J。     

微弧氧化技术在变形镁合金改性中的应用

简述了关注变形镁合金及其耐腐蚀性的必要性。对变形镁合金进行微弧氧化有报道的电解液体系包括硅酸盐体系、磷酸盐体系和复合盐体系。在硅酸盐电解液体系中微弧氧化研究最多的镁合金是AZ31系列，研究多集中在电解液的配方上；对MB8微弧氧化研究则侧重在工艺过程及工艺条件上。磷酸盐电解液体系微弧氧化的研究不多。比较有研究前景的电解液体系是复合盐体系。指出应该加强对实际的变形镁合金构件的微弧氧化技术的开发。     

铜钴镍离子对镁合金微弧氧化膜的影响

目的提高镁合金微弧氧化膜的耐蚀性。方法在Na_2SiO_3-NaOH-Na_2B_4O_7组成的电解液体系中,分别加入铜离子、钴离子和镍离子对AZ91D镁合金进行微弧氧化,研究离子种类和组成对膜层性能的影响。采用点滴实验测试膜层的耐蚀性,采用电化学工作站测试膜层的电化学性能,采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)对微弧氧化膜层的表面形貌和元素组成进行分析。结果电解溶液中加入钴离子、铜离子、镍离子后,镁合金微弧氧化膜的耐腐蚀性能均有提高。其中铜离子的影响最大,加入1.5 g/L的铜离子后,镁合金微弧氧化膜的点滴时间提高了77.3 s,膜层耐腐蚀性能显著提高。电化学测试结果得出,不加金属离子的氧化膜的腐蚀电流密度为1.092×10~(-5) A/cm~2,腐蚀电位为-1.487 V;加入钴、铜、镍离子浓度分别为2、1.5、3 mol/L时,腐蚀电流密度分别为3.912×10~(-6)、6.027×10~(-6)、2.167×10~(-6) A/cm~2,腐蚀电位分别为-1.412、-0.832、-1.047 V;加入金属离子制得的微弧氧化膜的腐蚀电流密度均降低了1个数量级,腐蚀电位不同程度地正移,其中加入铜离子后腐蚀电位提高了0.655 V。加入金属离子后,陶瓷膜表面空隙和孔洞数量不同程度地变浅和减少,增加了膜层的致密性和均匀性。结论电解液中添加一定量的铜、钴、镍离子均能够提高AZ91D镁合金微弧氧化膜层的耐蚀性,其中铜离子的效果最明显。     

铝、镁合金微弧氧化技术研究现状和产业化前景

概述了铝、镁合金微弧氧化处理的研究现状，探讨了微弧氧化陶瓷层的形成机理。根据铝、镁合金的应用背景，采用对比试验法，研究了镁合金微弧氧化处理的耐蚀性和铝合金微弧氧化处理的耐磨性。结合近3年微弧氧化技术的产业化应用效果，举例分析了该技术的适用领域和运行效益。     

氟化钾对AZ91D镁合金微弧氧化膜的生长及微观结构的影响

通过在NaOH和Na_2SiO_3组成的基础电解液中,分别不加及加入KF,对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理,研究了KF的有无对镁合金微弧氧化膜的生长、微观结构及耐蚀性能的影响。结果表明:与不加KF相比,加入KF后,试样的起弧电压明显降低,击穿变得剧烈,试样表面火花较大,膜层的生长速率明显提高,膜层厚度显著增大,表面孔隙率稍有增大,但表面微孔数量减少。KF的加入有利于MgF_2、MgAl_2O_4的生成,与同样来自电解液的Si、O两元素相比,F~-更易被基体中的Mg所吸附,也容易通过已成膜层迁移到膜层的内部。电解液中含有KF时,膜层厚度显著增大,MgAl_2O_4物相含量增加,并生成新物相MgF_2,这些都有利于膜层耐蚀性的提高。     

焦磷酸铜浓度对TC4合金微弧氧化层摩擦性能的影响

在电解液中加入不同浓度的焦磷酸铜对TC4进行微弧氧化处理,对微弧氧化层进行了粗糙度和显微硬度测试,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及摩擦磨损测试分析了焦磷酸铜浓度对微弧氧化层微观结构及磨损性能的影响。结果表明:加入2 g/L焦磷酸铜后,微弧氧化层表面孔隙增大,数量增多,但随焦磷酸铜浓度的继续增加,微弧氧化层表面孔隙减小,数量减少。随着电解液中焦磷酸铜浓度的增加,微弧氧化层的厚度增加,硬度减小,摩擦系数曲线波动减小,其中电解液中加入2 g/L焦磷酸铜时微弧氧化层的摩擦系数最小,微弧氧化层的摩痕宽度随着电解液中焦磷酸铜浓度的增加而减小,焦磷酸铜浓度为8 g/L时,由于铜元素的润滑作用,微弧氧化层的磨痕最轻微,磨痕宽度最窄。     

镁合金微弧氧化陶瓷层生长过程及微观结构的研究

利用扫描电镜 (SEM)、X射线衍射 (XRD)等分析手段 ,研究了MB8镁合金微弧氧化陶瓷膜层的生长规律 ,分析了微弧氧化条件下氧化镁膜层致密性和相结构与处理时间的关系。结果表明 ,在微弧氧化初期膜层致密 ,几乎观察不到疏松层 ;随着处理时间的延长及膜层的增厚 ,其外侧开始出现疏松层 ,最终可达到膜层总厚度的 90 %左右。膜层相结构主要由MgO、MgSiO3、MgAl2 O4和无定形相组成。随着膜层厚度的增加 ,膜层中MgO、MgAl2 O4的含量不断地增加 ,MgSiO3 的含量基本不变 ,而无定形相的含量却逐渐减少     

纯镁微弧氧化含碳陶瓷层的耐磨性能

为进一步提高纯镁表面微弧氧化陶瓷层的摩擦磨损性能,在硅酸盐体系的电解液中加入不同质量浓度的石墨烯添加剂,对纯镁试样进行微弧氧化处理。利用扫描电子显微镜、电子探针、显微硬度仪和原子力显微镜等分析镁微弧氧化陶瓷层的表面和截面形貌、陶瓷层成分、显微硬度和表面粗糙度,并用MS-T3000球-盘磨损实验机对微弧氧化陶瓷层的摩擦学性能进行研究,台阶仪计算比磨损量。结果表明:在微弧氧化电解液中加入少量石墨烯添加剂后制备的陶瓷层中含有一定量的碳元素,含碳的微弧氧化陶瓷层在干摩擦小滑动距离下的摩擦因数显著减小,最低至0.095,较原始镁试样的0.45减小近50倍,含碳微弧氧化陶瓷层比磨损量是原始试样的1/5。纯镁表面含碳微弧氧化陶瓷层有效提高了纯镁表面的减摩和耐磨性。     

镁合金和钛合金表面着色工艺研究进展

表面着色技术能在材料表面形成不同颜色的保护性膜层,在提高材料表面性能的同时,又可赋予产品漂亮的外观或实现消光等目的。表面着色有两种形式:一是,所生成的化合物自身具有一定的颜色;二是,光线的反射、折射、干涉等效应而使表面呈现不同颜色。作为两类重要的结构材料,镁合金和钛合金因其各自优良的性质被应用于诸多领域。综述了镁合金和钛合金表面着色工艺研究进展,介绍了镁合金和钛合金表面着色工艺研究及应用现状。镁合金表面着色工艺包括:化学转化+喷涂、金属涂层、有机涂层、阳极氧化和微弧氧化;钛合金表面着色工艺包括:热氧化、化学氧化、阳极氧化和微弧氧化。列举了应用于镁合金和钛合金表面着色的具体工艺参数,总结了两种合金表面着色的具体应用。镁合金和钛合金部件经表面着色处理后,可以兼顾轻量化和强度要求,并实现部件外观的装饰性。基于镁合金和钛合金表面着色工艺研究的现有成果,对镁合金和钛合金表面着色的研究提出了一定展望。     

医用镁合金丝材的微弧氧化表面改性(英文)

在硅酸盐-磷酸盐复合电解质中添加羟基磷灰石纳米粉体和氢氧化钠进行改性处理,然后采用该电解质对医用镁合金丝材进行微弧氧化处理。研究电解质中氢氧化钠含量对镁合金丝材表面陶瓷涂层微观组织结构和性能的影响。结果表明:对电解质改性后,镁合金丝材的微弧氧化起弧电压大降低且氧化速度更快。镁合金丝材在添加2 g/L氢氧化钠的电解质中进行微弧氧化处理后的耐腐蚀性能改善幅度显著。在模拟体液的早期浸泡过程中,微弧氧化处理过的镁合金丝材表现为缓慢且稳定的腐蚀降解。在浸泡28 d后,镁合金丝材表面的保护性陶瓷涂层尚未破坏,但浸泡60 d后,镁合金丝材出现了显著的腐蚀降解。     

电解液浓度对镁合金微弧氧化层耐蚀性与溶血率的影响

在电解液中加入 (NaPO₃)₆并在镁合金表面制备微弧氧化层,研究 (NaPO₃)₆浓度对镁合金微弧氧化层的影响.结果显示,微弧氧化层中含有MgO,Mg₂SiO₄,Mg₃(PO₄)₂等物质;随 (NaPO₃)₆浓度增加,微弧氧化层厚度增加,表面微孔孔径变大,当 (NaPO₃)₆浓度达到7 g/L时,微弧氧化层截面出现较明显的微裂纹;微弧氧化处理后的镁合金的耐蚀性明显高于基体的.当 (NaPO₃)₆浓度为5 g/L时其耐蚀性最佳;镁合金基体溶血率为72.3%,在不同浓度 (NaPO₃)₆下微弧氧化处理的镁合金溶血率均在1%~2.5%之间,溶血作用消除.