硅酸钠浓度对铝合金微弧氧化起弧过程能量消耗的影响

利用脉冲微弧氧化电源研究1015铝合金于不同浓度硅酸钠水溶液中的起弧过程,借助扫描电子显微镜和电化学测试方法分析硅酸钠浓度对起弧瞬间膜层微观结构和表面阻值的影响,并根据电压变化曲线计算起弧过程的能量消耗。结果表明:当溶液中硅酸钠浓度为0时,即使极间电压升至1 500 V,铝合金表面仍无微弧放电现象出现,并发生电解腐蚀;随着硅酸钠浓度由0.25 g/L增加至10 g/L时,铝合金表面发生微弧放电现象所需的电压由1 217 V降低至351 V,通电至起弧的等待时间由270 s缩短至40 s,起弧瞬间膜层表面放电微孔数量增多;铝合金表面形成阻值达105数量级的高阻抗膜是发生微弧放电现象的前提,硅酸钠浓度的增大有利于形成高阻抗膜;铝合金微弧氧化起弧过程的能量消耗随着电解液中硅酸钠浓度的增大而减小,并在硅酸钠浓度为10 g/L时达到最小值,仅为16 kJ/dm2。     

NaOH对铝合金A356微弧氧化膜形成及其耐蚀性的影响

电解液采用NaOH-Na2SiO3体系,对铝合金A356进行徼弧氧化.通过改变NaOH浓度研究起弧电压、成膜速率的变化规律以及NaOH浓度的变化对膜层耐蚀性的影响.试验结果表明,随着NaOH浓度从1 g/L到5g/L逐渐增加,起弧电压从350 V降低到230 V,成膜速率在NaOH浓度为4 g/L时出现最大值0.8 μm/min;耐蚀性从19 min提高到25 min;综合各种因素,理想膜层的NaOH最佳浓度为4 g/L.     

基于阳极极化曲线的预测镁合金微弧氧化起弧特性的新方法

提出了一种以镁合阳极极化曲线来判断微弧氧化起弧难易的新方法。在不同的电解液中,测试了镁合金的阳极极化曲线及微弧氧化的起弧特性。结果表明,起弧电压首先与其在对应电解液中进行阳极极化时形成的钝化膜的稳定性有关:膜层越稳定,即阳极极化曲线上钝化区宽度越宽,则在相应的电解液中微弧氧化起弧电压越低;当钝化区间宽度相近时,则在钝化区间后期极化电流越小,起弧电压越低。     

NaOH浓度对ZAlSi12Cu2Mg1微弧氧化陶瓷膜形成及其特性的影响

在NaOH-Na2SiO3电解液体系下对ZAlSi12Cu2Mg1合金进行微弧氧化,通过改变NaOH的浓度研究其对微弧氧化的临界起弧电压、微弧氧化过程中试样表面火花形态、陶瓷膜的生长速率及陶瓷膜厚度的影响.结果表明随NaOH浓度从0.5g/L到3.0 g/L逐渐增加,微弧氧化的临界起弧电压从420 V逐渐降低到350 V,陶瓷膜的厚度从138μm逐渐增加到242μm,陶瓷膜的平均生长速率从2.30 μm/min提高到4.03 μm/min;当NaOH浓度超过2.0 g/L后,陶瓷膜表面变粗糙,甚至烧蚀;NaOH的最佳浓度为2.0 g/L.     

电压对铝合金微弧氧化陶瓷层形成的影响

研究了正向和负向电压对6063铝合金微弧氧化陶瓷层形成的影响,并结合微弧氧化过程中正向电流密度的变化,对影响机理进行了探讨.结果表明,提高正负向电压均有利于提高陶瓷层的厚度与均匀性当正负向电压从420V/120V提高到480V/200V时,陶瓷层厚增加了一倍;负向电压对陶瓷层形成的影响更加显著,当保持正向电压440V不变,负向电压从120V提高到200V时,层厚增加了约60%,均匀性明显提高.正负向电压提高时,通过试样的正向电量随之增大,而且与陶瓷层厚度之间有着较好的线性关系.正向和负向电压分别通过加快物质的迁移和强化膜层的击穿从而促进陶瓷层的形成.     

电压对6061铝合金表面微弧氧化膜形成的影响

采用微弧氧化法在6061铝合金表面制备微弧氧化膜,研究氧化电压对微弧氧化正负向电流、膜层厚度和生长率的影响。结果表明,正向和负向电压分别为460 V和130 V时,正负向电流波动明显,膜层均匀,厚度为118μm,膜的生长率为3.93μm/min,膜层由疏松层和致密层组成,致密层所占比例约为95%。     

交流电铝合金微弧氧化电压参数研究

在不同浓度硅酸盐电解液中,采用交流电源对2A12铝合金试样进行微弧氧化处理试验,通过测量电极间电压和辅助电极间电压,根据电压参数的变化分析研究在交流电微弧氧化过程中氧化膜的生长机理,发现适当增大电解液浓度可降低氧化膜击穿时的电极电压.     

预制备膜特性对铝合金微弧氧化膜层形成过程的影响

利用交流脉冲微弧氧化电源在氯化钠和不同浓度硅酸钠电解液中对LY12铝合金进行表面处理,对比研究了样品表面有无预制备膜对微弧氧化起弧及生长过程的影响规律。结果表明:铝合金样品表面形成较高阻抗值的膜层是微弧氧化起弧现象得以发生的必要条件;样品表面获取预制备膜抑制了活性电极放电并为后期电击穿提供一个易"失稳"的界面状态,有利于缩短微弧氧化起弧时间,降低起弧电压,但预制备膜厚度和阻抗值大小对起弧时间和电压影响均较小;样品表面有无预制备膜微弧氧化电压-时间曲线有着相似的变化规律,且预制备膜在后期生长过程中重新参与成膜,在相同能量输出条件下所得陶瓷层厚度明显大于无预制备膜铝合金。     

微弧氧化表面处理对铝合金拉伸性能的影响

研究了微弧氧化表面处理对ＬＹ１２ＣＺ铝合金拉伸性能的影响,并用扫描电镜（ＳＥＭ）观察了拉伸断口及氧化膜形貌。结果表明,ＬＹ１２ＣＺ铝合金表面生长一层陶瓷氧化膜后拉伸性能变化不大。屈服强度,抗拉强度,弹性模量下降量都小于５％,伸长率也略有降低。试样表面氧化膜经过抛光过,拉伸性能有所改善,已拉伸试样的表面均匀地残留大量氧化膜碎片,显示氧化膜与基体结合状况良好。     

负向电压对镁合金微弧氧化膜层的影响

研究了负向电压对镁合金微弧氧化陶瓷膜层的表面形貌,厚度及相组成的影响,试验结果表明负向电压对膜层的质量影响很大,它能使膜层表面空隙率降低且光滑平整,并显著提高镁合金微弧氧化的膜层厚度,但同时负向电压的变化应控制在一定范围之内.经对微弧氧化试样的膜层进行SEM、XRD以及厚度的检测,分析了不同负向电压对镁合金微弧氧化膜层的影响,得到一组较为稳定的正负向电压参数,使得镁合金微弧氧化膜层的效果得到较好的提高.     

铝合金发动机缸体微弧氧化层的特性

对经微弧氧化处理后的40型铝合金缸体的性能指标的测试,研究分析了微弧氧化处理后镀层的耐磨性,并与磷钒铜铸铁、镀硬铬层的耐磨性能进行了对比。结果表明,经微弧氧化处理后的铝合金缸体运行稳定性及性能测试指标均优于镀硬铬;在油润滑条件下,其耐磨性能优于镀硬铬层和磷钒铜铸铁的。     

加压幅度对AZ91D镁合金微弧氧化膜的影响

研究了硅酸盐体系中加压幅度对AZ91D镁合金微弧氧化膜层结构及耐磨、耐蚀性能的影响.结果表明:随着加压幅度的增大,微弧氧化膜层的厚度、孔隙度和结合力都呈先增大后减小的趋势,且都在加压幅度为20 V时出现了最大值;粗糙度随着加压幅度的增大而增大.当加压幅度不小于25 V时微弧氧化膜层耐蚀能力强.     

负向电压对纯钛微弧氧化膜层结构特征的影响

采用微弧氧化技术,以β-甘油磷酸钠和乙酸钙混合溶液为电解液,在固定正向电压(450 V)和氧化时间(5 min)等参数情况下,研究了负向电压对纯钛表面微弧氧化膜层的相组成和形貌的影响规律.结果表明:负向电压为100～200V时,微弧氧化膜层较均匀,膜层由二氧化钛和磷酸三钙组成;负向电压升至300V,膜层表面被严重烧蚀,其主要物相为钛酸钙.     

钒掺杂对铝合金微弧氧化层结构和性能影响

通过在电解液中添加NH4VO3制备了钒掺杂铝合金微弧氧化层,研究了不同添加浓度对铝合金微弧氧化层结构和性能的影响。利用扫描电镜(SEM)观察微弧氧化层表面形貌,能谱(EDS)仪分析了膜层V、O元素含量,XPS测定V、O元素的价态,X射线衍射(XRD)仪分析了相组成,极化曲线评定了耐蚀性。结果表明,微弧放电区温度高于1714.38K时?3VO开始转变形成V2O5,低熔点的V2O5在电弧作用下优先熔化而抑制了微弧氧化层表面多孔层的形成。钒掺杂对微弧氧化层相组成影响较小,有利于提高膜层的厚度和耐蚀性。     

微弧氧化对ZIRLO合金耐腐蚀性能的影响

采用磷酸盐、硅酸盐电解液体系对ZIRLO合金进行微弧氧化处理。利用XRD、SEM、TEM等研究陶瓷层的相组成、表面形貌、截面组织。结果表明：在磷酸盐电解液体系、硅酸盐电解液体系中制备的陶瓷层主要由m-ZrO₂组成,磷酸盐电解液体系制备的陶瓷层内表面较硅酸盐电解液体系制备的陶瓷层更致密。在硅酸盐电解液体系中微弧氧化的样品靠近陶瓷层/金属界面基体一侧存在少量β-Zr。采用静态高压釜腐蚀实验研究了ZIRLO合金及D(磷酸盐电解液体系微弧氧化)样品和E(硅酸盐电解液体系微弧氧化)样品在360 ℃/18.6 MPa去离子水中及360 ℃/18.6 MPa 0.01 M LiOH水溶液中的耐腐蚀性能。在360 ℃/18.6 MPa去离子水中腐蚀至250 d时,D和E样品耐腐蚀性能相接近,均优于未经微弧氧化处理的ZIRLO合金样品;在360 ℃/18.6 MPa 0.01 M LiOH水溶液中腐蚀至246 d时,D和E样品的耐腐蚀性能与未经微弧氧化处理的ZIRLO合金样品耐腐蚀性能接近甚至有有害的影响。随着腐蚀时间的延长,微弧氧化对ZIRLO合金耐腐蚀性能提升有限。     

电压和时间对铝铜铸造合金微弧氧化膜层的影响

在硅酸盐体系中,分别在不同的电压(450、500和550 V)下对4组试样进行不同时间(20、40、60和80 min)的微弧氧化实验,并结合试样生成膜层的厚度、硬度、耐蚀性能及SEM分析,探索不同电压和时间对Al-Cu系铸造合金表面微弧氧化陶瓷膜层的影响。结果表明,在550 V电压下,微弧氧化60 min时,材料表面获得最佳的微弧氧化膜层。     

Zr-Nb合金的微弧阳极氧化表面改性

利用微弧氧化技术，以NaOH为电解液，对Zr-Nb合金进行表面处理，以改善其抗溶液腐蚀性能。利用SEM观察到Zr-Nb合金微弧氧化膜厚约8μm，膜层为一连续整体，厚度均匀，与基体结合牢固。X射线衍射分析表明，微弧氧化膜主要由四方和单斜相的二氧化锆组成。通过电化学极化曲线测量，对Zr-Nb合金微弧氧化膜的抗腐蚀性能进行了评价，结果表明，氧化膜抗腐蚀性能比基体提高显著。     

镁锂合金表面耐蚀微弧氧化膜的研究

利用微弧氧化技术在镁锂合金的表面成功制备了微弧氧化膜.利用SEM、XRD、XPS、动电位极化和电化学交流阻抗谱对微弧氧化膜结构、相组成以及耐蚀性能进行了研究.SEM观测结果表明,氧化膜层的结构是由疏松层和致密层组成的双层结构,微弧氧化膜表面存在大量直径约2～7 μm的微孔.XRD和XPS分析表明,微弧氧化膜的主要相组成为方镁石氧化镁和无定形磷酸盐化合物.动电位极化曲线以及电化学交流阻抗谱分析表明,微弧氧化处理后镁锂合金的耐蚀性能得到显著提高.     

电压增幅对镁合金微弧氧化膜层性能的影响

研究了硅酸盐体系微弧氧化过程中,电源电压增幅对放电火花形态及AZ91D镁合金膜层的厚度、表面形貌和耐蚀性有影响。结果表明,随着脉冲电压增加,电弧的弧斑亮度增强、尺寸变大,但数目减少,大弧倾向增加;微弧氧化膜层的厚度增厚,但成膜速率降低;膜层表面熔融物颗粒增大,表面孔径增加,粗糙度增加;腐蚀率呈现出先减小后增加的趋势。当电压增幅为100~150 V时,其过程稳定性、成膜速率、膜层外观质量和耐蚀性等方面的综合性能相对最优。     

极间距对6061铝合金微弧氧化的影响

目的通过改变极间距来控制膜层在试样表面的局部生长。方法通过改变阴极面积来营造均匀与非均匀的电场环境。分别进行微弧氧化试验,根据时间-电压曲线、弧光放电现象、膜层厚度分布等,分析了非均匀电场环境下,极间距对6061铝合金微弧诱发和生长过程的影响。结果非均匀场强下,极间距从2 mm增大到50 mm时,终止电压先从550 V降低到450 V,随后又逐渐上升到650 V;微弧诱发时间从10 s增加到310 s后,又减小到90 s;中心区域膜层厚度从7.5μm减小到1.5μm,后又增加到4μm,边缘区域的厚度则从0μm缓慢增加到4μm。微弧氧化在较小极间距的情况下,极间距的增大会降低反应速率和提高膜层的均匀性。结论极间距的变化会对膜层的生长速率、膜层厚度以及膜层的形貌特征产生很大影响。通过调整合适的极间距可以控制膜层的生长区域,实现膜层的局部优先生长。