纳米TiO2对D16T铝合金微弧氧化膜耐磨性的影响及机理

目的 提高D16T铝合金的耐磨损性能。方法 通过向硅酸盐和磷酸盐混合电解液体系中添加2 g/L纳米TiO2添加剂,利用微弧氧化技术在其表面制备微弧氧化陶瓷膜。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）、显微硬度计、厚度测试仪、摩擦磨损试验机等,研究了纳米TiO2添加剂对D16T铝合金微弧氧化膜的结构和耐磨损性能的影响及机理。结果 纳米TiO2的添加使得微弧氧化膜层的表面变得更加平整、致密,具有更少的微孔和裂纹,大大改善了膜层结构。相比于未添加纳米TiO2的电解液中制得的微弧氧化膜,在含纳米TiO2的电解液中所制得的微弧氧化膜中有新相TiO2生成,并且促使更多的α-Al2O3相和γ-Al2O3相生成,使膜层厚度得到明显增加,膜厚达31.2 μm,显微硬度也得到显著提高,达510HV。纳米TiO2的添加,降低了D16T微弧氧化膜层试样的摩擦系数,平均摩擦系数为0.45,明显低于不含纳米TiO2的D16T微弧氧化膜层试样的摩擦系数（0.75）。结论 加入到电解液中的纳米TiO2在微弧氧化反应过程中已进入到所形成的氧化膜层,并且填充了膜层中的微孔和裂纹,改善了膜层结构,增加了膜层厚度,显著提高了微弧氧化膜层的显微硬度和耐磨损性能。     

MoS2对2Al2铝合金表面微弧氧化膜层组织和性能的影响

为了提高海洋工业用2A12铝合金的耐腐蚀性能,采用微弧氧化技术在2Al2铝合金表面制备微弧氧化膜层。研究了电解液中MoS_2纳米颗粒的浓度对微弧氧化膜层的结构和性能的影响。研究结果表明:电解液中MoS_2纳米颗粒的浓度对微弧氧化膜层的制备有显著的影响。当MoS_2纳米颗粒的浓度为2.0 g/L时,膜层的表面致密且光滑,膜层的厚度最大;与未添加MoS_2颗粒相比,MoS_2纳米颗粒的掺入显著提高了MAO膜层的耐磨性;此外,电解液中添加2.0 g/L MoS_2纳米颗粒,获得的MAO膜层的耐腐蚀性能最佳。     

电解液中Ce(NO_3)_3含量对ZAlSi12合金微弧氧化层特性的影响

研究Na2SiO3-NaOH体系电解液中Ce(NO3)3含量在0～0.20g/L范围内变化时对ZAlSi12合金表面微弧氧化陶瓷层组织和厚度的影响。采用SEM、XRD分析微弧氧化处理后陶瓷层的表面形貌和相组成。结果表明:随着Ce(NO3)3含量增加,陶瓷氧化层厚度逐渐增大,电解液中Ce(NO3)3加入量0.15g/L时可获得最大厚度为170μm的陶瓷层;电解液中加入Ce(NO3)3后,膜层仍主要由α-Al2O3和γ-Al2O3相组成,但α-Al2O3相的相对含量增加。     

电解液中(NaPO3)6对ZAlSi12Cu2Mg1微弧氧化陶瓷膜的影响

通过在硅酸盐电解液体系中加入（NaPO3）6，研究其对ZAlSi12Cu2Mg1表面微弧氧化陶瓷膜层厚度、孔隙率及相组成的影响。结果表明，当（NaPO3）6的加入量在0～12g／L内逐渐增加时，微弧氧化陶瓷膜层的厚度逐渐上升。加入量为0～6g／L逐渐增加时，膜层孔隙率逐渐下降，超过6g／L时，孔隙率开始上升。电解液中未加（NaPO3）6时，陶瓷膜层主要由γ-Al2O3、α-Al2O3及Al2SiO5组成，α-Al2O3和γ-Al2O3相衍射峰强度大致相同；而加入6g／L（NaPO3）6后，陶瓷层中没有发现Na^＋或PO3^-，但α-Al2O3相的衍射峰强度明显高于γ-Al2O3相，且铝基体的衍射峰强度有所降低。     

纳米BN对1060铝微孤氧化膜层性能的影响

目的探究微弧氧化电解液中纳米氮化硼(BN)浓度对铝微弧氧化陶瓷层组织和性能的影响。方法在硅酸盐体系电解液中加入1~5 g/L不同浓度的纳米BN,制备纳米BN复合微弧氧化层。利用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪,分别表征纳米BN复合微弧氧化层的微观组织、元素分布及物相组成。采用涂层测厚仪、粗糙度仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机等手段,研究纳米BN对1060纯铝微弧氧化膜层的厚度、粗糙度、显微硬度、摩擦学性能的影响。结果在微弧氧化BN复合膜的表层有弥散分布的BN颗粒,当电解液中添加3 g/L的纳米BN时,制备的微弧氧化层的性能最好,其表面的孔洞数量最少且孔径最小,膜层表面更加致密,其厚度可达到(93.8±1.9)μm,硬度达到(942±51)HV,粗糙度Ra降低为(3.66±0.14)μm,摩擦系数降低为0.55,磨损体积比未添加BN的膜层减少了1.18×10-2 mm3,并且磨痕平整光滑,裂纹较少。结论硅酸盐电解液中加入纳米BN能够改善1060纯铝微弧氧化膜层的综合性能。     

CeO_2对2A12铝合金微弧氧化膜层组织和性能的影响

在硅酸盐电解液中添加稀土二氧化铈(Ce O2)颗粒,采用恒流模式在2A12铝合金表面制备陶瓷膜层。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、粗糙度仪、硬度计、极化曲线等手段研究Ce O2颗粒对2A12铝合金微弧氧化陶瓷膜层微观形貌、组织、粗糙度、硬度和耐蚀性的影响。实验结果表明:添加Ce O2使膜层表面微孔直径减小,膜层粗糙度下降,厚度增加。Ce O2颗粒进入膜层中大部分以Ce O2化合物沉积形式存在,微量Ce O2参与反应以Ce O、Ce Al11O8化合物形式存在。Ce O2颗粒具有促进γ-Al2O3向α-Al2O3转变的作用,从而提高了膜层的硬度。当Ce O2浓度为3~4 g/L时膜层耐蚀性能较好。     

6063铝合金表面微弧氧化陶瓷层制备和性能试验研究

以6063铝合金为基体,硅酸盐体系Na2Si O3和KOH为电解液,纳米Ti O2为添加剂,制备表面微弧氧化陶瓷层。采用扫描电镜、X射线衍射仪等手段系统分析了陶瓷层的性能。结果表明:在铝合金表面微弧氧化基本工艺参数、电解液和处理时间不变的情况下,纳米Ti O2添加剂对膜层的性能有着较大的影响。随着Ti O2纳米添加浓度增大,氧化成膜速率有所提高,陶瓷层中第二相α-Al2O3、γ-Al2O3的衍射峰明显增强,并且有少量Ti O2、Al Ti和Ti3O5新相,陶瓷层的结合力增加。     

植酸添加剂对6061铝合金微弧氧化膜层性能的影响

目的 提高6061铝合金微弧氧化膜层的性能.方法 在电解液中加入5 mL/L的植酸,对6061铝合金表面生成的微弧氧化膜层进行改性.记录微弧氧化过程中的电压-时间曲线,采用SEM、EDS、XRD、电化学工作站、马弗炉等仪器设备,研究了植酸的添加对微弧氧化膜层微观结构、元素组成、相组成、耐蚀性、抗热震性等特性的影响.结果 添加植酸后,微弧氧化电压从526 V提高到538 V,微弧氧化放电更加均匀,微弧氧化膜层的生长速率增加,膜层厚度从9.3μm增加到13.6μm.放电微孔孔径减小,数量增多,膜层致密均匀,膜层结合力从3.2 N提高到3.9 N,显微硬度增加了39.2HV.植酸中的磷酸根基团和羟基可与基体电离出的Al3+结合生成植酸铝,使膜层中的C、P元素比例提高,Al元素比例降低.微弧氧化过程中,基体中的Al转变成γ-Al2O3和α-Al2O3,添加植酸后,γ-Al2O3和α-Al2O3的衍射峰强度提高.膜层的腐蚀速率从1.085×10-2 mm/a降低到1.565×10-3 mm/a,其耐蚀性能提高,同时具有良好的抗热震性能.结论 植酸的添加优化了微弧氧化膜层的结构,提高了膜层的厚度、显微硬度和膜层结合力,同时改善了膜层的耐蚀性能和抗热震性能.     

掺杂HfO2对钛合金微弧氧化膜层特性的影响

在电解液中添加HfO2对Ti-6Al-4V钛合金进行微弧氧化处理,通过表征微弧氧化膜表、截面形貌,膜层成分及电化学行为,并测量膜层厚度、硬度、粗糙度等参数来研究添加HfO2对钛合金微弧氧化膜层特性的影响。结果表明：添加HfO2后,微弧氧化膜层主要成分是Al2TiO5、TiO2和γ-Al2O3。较合适浓度的HfO2能促进成膜反应,改善微弧氧化膜的微观结构,提高膜层的厚度、硬度并降低表面粗糙度,且膜层试样具有双层膜结构,膜层试样的耐腐蚀性能好于原基体。HfO2浓度为3.0g/L时所获得的微弧氧化膜层综合性能最佳。     

铸造铝合金表面微弧氧化膜的特性研究

在电解液中添加不同含量的Li2SO4,在铸造铝合金表面制得微弧氧化陶瓷层。采用SEM、XRD和EDS等分析陶瓷层表面形貌及物相组成。结果表明,随着电解液中Li2SO4加入量的增加,微弧氧化膜厚度增加,膜层表面变得粗糙。微弧氧化膜主要是由α-Al2O3、γ-Al2O3、莫来石和非晶相组成。     

6061铝合金微弧氧化陶瓷膜层生长规律与性能研究

在铝酸盐、磷酸盐和硅酸盐3种电解液体系中,利用微弧氧化技术在6061铝合金表面原位生长陶瓷膜,通过SEM、XRD、EDS及显微硬度计对陶瓷膜层的微观结构、相组成、元素分布及显微硬度进行分析。结果表明:3种陶瓷膜均为疏松层和致密层组成的双层结构,膜层表面存在许多微孔;陶瓷膜均由α-Al2O3和γ-Al2O3组成,γ-Al2O3衍射峰强度高于α-Al2O3在磷酸盐和硅酸盐体系中,微弧氧化陶瓷膜表面分别含有P和Si元素,表明电解液中的离子参与成膜过程;在铝酸盐中制备的陶瓷膜显微硬度优于其它2种体系,可达到16350MPa,比6061铝合金硬度提高了10倍。     

稀土铈掺杂石墨烯对7050铝合金微弧氧化膜层结构与性能的影响

采用微弧氧化(MAO)技术,以硅酸盐为主要电解液成分,通过加入稀土元素铈以及石墨烯添加剂,在7050高强铝合金表面制备微弧氧化膜层。利用扫描电镜(SEM)、体视显微镜、X射线衍射仪(XRD)、摩擦磨损试验机以及电化学工作站研究微弧氧化陶瓷膜层的形貌、粗糙度、相组成和元素分布以及耐磨性和耐蚀性。结果表明:同时加入4 g/L CeO2和10 g/L的石墨烯制备的复合膜层表面微孔尺寸明显降低,结构致密,耐磨性较好,粗糙度最低(1516.03 nm),膜层主要由α-Al2O3和γ-Al2O3组成。且此时的复合膜层自腐蚀电位最大,自腐蚀电流最小,耐腐蚀性最佳。     

纳米Cr2O3微粒对2024-T4微弧氧化膜结构及耐磨性能的影响

摘 要: 在含有不同浓度纳米Cr2O3微粒的硅酸盐体系电解液中对2024-T4铝合金进行微弧氧化处理,使用SEM观察陶瓷膜的表面形貌和截面形貌,使用EDS能谱仪分析膜层中各主要成分沿截面方向的分布,使用XRD分析陶瓷膜的相结构,使用纳米压痕硬度计测量陶瓷膜的硬度,使用粗糙度仪测量陶瓷膜的表面粗糙度,使用摩擦磨损试验机测量陶瓷膜的摩擦系数,使用激光共聚焦显微镜测量磨痕体积,评估磨损率,使用SEM观察磨痕形貌,结果表明：在电解液中加入纳米Cr2O3微粒后,制备的陶瓷膜中出现了Cr2O3相,电解液中纳米Cr2O3微粒浓度达到2.4g/L时,陶瓷膜的硬度最高,摩擦系数最小,磨损率最低,耐磨性最好。     

硫化铟对ZL108铝合金微弧氧化膜层结构和耐腐蚀性能的影响

在含有 In2S3的硅酸盐电解液中对ZL108 铝合金进行了微弧氧化处理。采用扫描电镜(SEM)、光学轮廓仪、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱（XPS）和电化学工作站等检测手段,研究了添加In2S3对 MAO 膜层微观结构、相组成和耐蚀性等的影响。结果表明,In2S3的加入提高了微弧氧化电压,使膜层成膜速率增加,从而导致膜层厚度增加。在含有In2S3的电解液中形成的膜层致密性更好,膜层显微硬度提高,膜层的耐蚀性增强。膜层主要由α-Al2O3、γ-Al2O3和 SiO2 相组成。XPS检测结果表明In2S3在氧化过程中转变为In2O3。因此,添加In2S3优化了MAO膜层结构,提高了MAO膜层的综合性能。     

电流密度对碳钢微弧氧化层耐液态铅铋腐蚀性能的影响

目的提高碳钢耐液态Pb-Bi耐腐蚀性能。方法采用熔钎焊的方法,对6061铝合金和Q235钢进行搭接焊,焊后采用微弧氧化技术在焊接接头制备微弧氧化陶瓷层,将其放入350℃的高温液态Pb-Bi中进行300h静态腐蚀试验。结果选用钨极氩弧焊机,用ER4043焊丝作为钎料,通过调节焊接参数,在焊接电流为85 A、焊接速度为140 mm/min的参数下,铝层与Q235钢的结合强度达到182 MPa,金属间化合物厚度为7.3μm。在2 g/L KOH+4 g/L Na2Si O3·9H2O的电解液中进行微弧氧化试验,放电孔洞直径和数量随着电流密度的增大而增加。通过对比发现,在10A/dm2下生成的氧化膜层厚度适宜,同时致密性较好,陶瓷层由γ-Al2O3和α-Al2O3组成。经过静态腐蚀后,Q235碳钢母材试样表面被明显腐蚀,而Q235钢微弧氧化后的试样则有较好的耐腐蚀性能,其中10 A/dm2电流密度参数下制得的氧化膜层耐蚀性能最优。结论微弧氧化陶瓷膜层可显著提高材料在高温液态Pb-Bi合金中的耐腐蚀性能,且膜层致密性和厚度会影响其对材料的保护作用。     

Na5P3O10的加入量对ZrH1.8表面微弧氧化膜的影响

在不同Na5P3O10含量的电解液体系下对氢化锆进行微弧氧化。采用HCC-25型电涡流测厚仪测量氧化膜厚度,采用XRD、SEM分析膜层的相结构和截面形貌,采用真空脱氢实验测试膜层的阻氢性能,研究电解液中Na5P3O10含量对膜层厚度、结构、截面形貌和阻氢性能的影响。结果表明:随着电解液中Na5P3O10质量浓度从14g/L增加到22g/L,膜层厚度由50μm增加至160μm;微弧氧化膜的结构随着Na5P3O10质量浓度的增加无明显变化,主要由M-ZrO2和T-ZrO1.88组成;膜层的阻氢性能随着Na5P3O10质量浓度的增加呈现先增大后减小的趋势,当Na5P3O10质量浓度为18g/L时膜层的阻氢性能最佳。     

电解液参数对铸造铝合金微弧氧化陶瓷层质量的影响

研究了在Na2SiO3体系中电解液组成和浓度对压铸铝合金微弧氧化陶瓷层厚度、硬度及外观均匀性的影响.结果表明:随着Na2SiO3和NaOH浓度的增加,膜层厚度和硬度先增加后减小,适宜的添加剂可以增加膜层厚度,提高膜层的均匀性.本实验条件下适宜压铸铝合金微弧氧化的电解液配方为Na2SiO310g/L、NaOH2g/L、添加剂6mL/L.     

电流密度对6061铝合金微弧氧化陶瓷层的影响

采用恒流控制模式在Na2SiO3电解液体系下制得6061铝合金微弧氧化膜,研究了电流密度对微弧氧化陶瓷膜结构和性能的影响。为了提高膜层性能采用了一种新的电流模式,并与恒流条件下的陶瓷层显微结构和耐腐蚀性进行了比较。结果表明,随着电流密度的不断增大,陶瓷膜的厚度、表面粗糙度也随之增大,耐腐蚀性能逐渐降低,硬度则呈现先增大后减小的趋势,膜层主要由α-Al2O3和γ-Al2O3组成,采用新的电流模式得到的陶瓷膜显微裂纹明显减少,耐腐蚀性明显提高。     

纳米 SiO2添加剂对铸造铝铜合金微弧氧化陶瓷层耐磨性的影响

采用Na3PO4基础电解液,添加不同量的纳米SiO2,对铸造铝铜合金进行微弧氧化处理,分析了纳米SiO2用量对微弧氧化膜层厚度、硬度、物相组成、微观表面形貌及耐磨性能的影响。分析表明:纳米SiO2参与了微弧氧化反应过程,并进入微弧氧化膜层,当其添加量为3 g/L时,膜层的耐磨性能最佳。     

7075铝合金磷酸盐体系微弧氧化电解液的研究

使用正交法对7075铝合金磷酸盐体系的微弧氧化电解液进行优化,并使用SEM、EDS、XRD等手段对氧化膜进行表征。结果表明,随着Na3PO4浓度增大,氧化膜厚度递增;当Na3PO4浓度为12 g/L时,显微硬度达到最大值583 HV0.1;由正交试验分析结果,Na3PO4对氧化膜厚度与显微硬度的影响均是最大的;氧化膜主要成分为γ-Al2O3,并含有少量的α-Al2O3和非晶态物质。