复合电解液中ZK60镁合金的微弧氧化机理

在优化的铝酸钠-磷酸钠复合电解液体系中,以ZK60镁合金为研究对象进行微弧氧化实验,并结合电压-时间曲线和微弧氧化各个阶段膜层的微观形貌以及物相分析等方面对复合电解液体系中微弧氧化过程及成膜机理进行了探讨。结果表明,该体系下微弧氧化过程分为了氧化膜生成阶段、微弧氧化膜层快速生长阶段和电压微小下降过程以及微弧氧化膜层的修整阶段。膜层的物相分析表明微弧氧化初期膜层主要成分为MgO,Mg和MgZn2,中后期膜层中的主体相为尖晶石结构的MgAl2O4和方镁石结构的MgO,微弧氧化的最后阶段对膜层的物相组成没有影响。     

复合电解液体系下镁合金微弧氧化膜层研究

在硅酸钠-磷酸钠复合电解液体系中,以ZK60镁合金为研究对象进行微弧氧化,利用电压-时间曲线,扫描电镜,X射线衍射分析等研究复合电解液的微弧氧化过程,膜层微观形貌及物相组成,并通过全浸实验和划痕实验等测试手段,研究微弧氧化膜层的耐蚀性能和膜基结合力。结果表明,该体系下微弧氧化过程分为阳极氧化膜生成阶段、微弧氧化膜快速生长阶段和电压微小下降过程,以及微弧氧化膜修整阶段;Mg O和Mg2Si O4为膜层主要构成相;膜层表面平整光滑,与基体相比,微弧氧化膜层的腐蚀速率为0.3229 g/(m2·h),耐蚀性显著提高;且具有较高的膜基结合力,其高临界载荷8.49 N。     

电流密度对锂改性ZL108铝合金微弧氧化膜性能的影响

研究了电流密度对锂改性ZL108铝合金微弧氧化膜性能的影响规律。分析了微弧氧化电压规律;通过SEM观察了氧化膜表面微观形貌;检测了氧化膜硬度、厚度。结果表明,随电流密度增加,氧化电压升高;氧化膜表面微孔数量减少,孔径增大;氧化膜厚度先升高后保持稳定;膜层硬度升高;当电流密度为30 A/dm2时,获得的氧化膜具备较好的综合性能。     

LA103Z镁锂合金微弧氧化膜层微观组织及耐蚀性

在单一组分硅酸盐电解液中,以LA103Z镁锂合金为基体,采用恒电流控制模式制备出微弧氧化陶瓷层,分析其生长特性、微观形貌及电化学腐蚀性等。采用微弧氧化技术在恒定氧化时间为3min,占空比为10,频率为500Hz的条件下,依次在不同电流密度下进行膜层制备。利用扫描电镜和膜层测厚仪等研究了膜层的微观形貌特征及厚度变化等,采用电化学工作站测定了膜层在3.5%的NaCl溶液中的腐蚀性能。结果表明,在相同的处理时间、占空比和频率下,增大电流密度能促进陶瓷层的厚度增加,最厚达25.65μm,膜层质量增加,最大增重0.08g,膜层的粗糙度增加,最大为0.379μm;随着电流密度增大,微弧氧化膜层的电绝缘性提高,最高击穿电压可达0.63V,电流密度为27.8A/dm~2下的腐蚀电位比基体正。     

电流密度对5083铝合金微弧氧化过程与电化学腐蚀性能的影响

在含有磷酸钠和钼酸钠的电解液中采用恒流模式对5083铝合金进行微弧氧化。研究了电流密度对氧化电压、膜层生长速率的影响;采用扫描电镜和能谱对氧化膜的表面形貌和成分进行了分析;采用电化学极化曲线测试了氧化膜的耐腐蚀性能。结果表明:在恒电流微弧氧化过程中,氧化电压出现直线快速增长和平稳增长两个阶段,且随着电流密度的增加电压逐渐增大;随着电流密度的增大,氧化膜厚度增加,其表面微弧放电产生的微孔数量逐渐减少,而"火山堆积"状形貌特征越来越明显,电流密度过大氧化膜出现局部剥落,其对氧化膜成分影响不明显;微弧氧化陶瓷膜提高了铝合金基体的耐腐蚀性能,当电流密度为7.5 A/dm2时,微弧氧化膜的自腐蚀电流为1.9×10-8A/cm2,比铝合金基体降低了1个数量级,表现出良好的耐腐蚀性能。     

电参数对锆材微弧氧化膜层厚度的影响

利用微弧氧化技术在锆材表面原位生成微弧氧化膜层。研究电压、占空比、频率和电流密度对锆材微弧氧化膜层厚度的影响,并利用单因素方差分析法,分析各电参数对膜厚影响的显著性。结果表明：在试验范围内,随着电压的升高、占空比的增大、频率的减小或电流密度的增大,锆材微弧氧化膜层厚度增加;各电参数对微弧氧化膜层厚度影响的主次顺序为：电压和电流密度＞占空比＞频率,其中频率对膜层厚度无明显影响。     

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。     

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。     

正向电压对ZK60镁合金微弧氧化过程及膜层的影响

在自主研制的铝酸钠一磷酸钠复合电解液体系中,采用不同的正向电压(220~340 V)对ZK60变形镁合金进行微弧氧化,在镁合金表面制备陶瓷膜层。利用扫描电镜、超景深光学显微镜及能谱仪观察分析膜层组织,通过电流变化及放电现象分析微弧氧化过程,并用全浸实验和电化学阻抗法测试膜层在3.5%NaCl(质量分数)介质中的耐腐蚀性能。结果表明:电流平稳阶段是膜层的主要生长阶段,正向电压是微弧氧化过程的重要驱动力,电压过高或过低都不利于获得优质膜层。280V正向电压下制备的膜层组织较为均匀致密,其腐蚀速率较低,为0.2054g/(m~2·h),此时膜层电化学阻抗模值为正向电压340 V下膜层的3倍。     

7075铝合金微弧氧化膜层致密性的电参数优化研究

采用正交试验法,对影响7075铝合金微弧氧化膜层致密性的电参数进行优化。以膜层厚度和孔隙率作为指标,以正向电压、电流密度、正占空比和脉冲频率作为因素设计,并开展了四因素三水平的正交试验。使用扫描电镜对正交试验后微弧氧化陶瓷膜层的表面形貌进行了观察;利用Image J软件对陶瓷膜层的膜层厚度及孔隙率进行测量。结果表明:影响微弧氧化陶瓷膜层厚度的电参数顺序从大到小依次为:正向电压电流密度正占空比脉冲频率,影响微弧氧化膜层孔隙率的电参数顺序从大到小依次为:正向电压电流密度正占空比脉冲频率;采用综合平衡法确定的电参数的优化结果为:正向电压550 V、电流密度8 A/dm~2、正占空比20%、频率400 Hz。     

铝合金微弧氧化的研究进展

综述了微弧氧化技术的发展历程、成膜机理,论述了铝合金微弧氧化的特点。基于铝合金微弧氧化工艺研究现状,详细阐述了氧化时间、占空比、电压、电流密度、电解液浓度、基体粗糙度、纳米颗粒添加剂以及复合工艺等对铝合金微弧氧化膜层的组织与性能的影响。如电流密度会影响涂层的生长机理,使膜层的表面结构和内部缺陷产生较大的差异;采用不同的电解液所得到的膜层的厚度和粗糙度有明显的区别;在不同的电压参数下膜层的均匀性及膜层中微孔的尺寸大不相同;制备微弧氧化复合涂层以及采用纳米增强颗粒可使膜层的结构和性能有大幅提升。通过改变以上影响因素对铝合金微弧氧化膜层组织和结构加以调控,从而实现了对膜层性能的优化,如膜层的硬度、耐磨性、耐腐蚀性、抗疲劳性能的提高。最后对铝合金微弧氧化的发展方向提出了展望。     

电流密度对铝合金NH_4VO_3改性微弧氧化膜特性的影响

在NH4VO3添加量为1 g/L的Na2Si O3溶液中对ZL108铝合金进行了微弧氧化处理,研究了电流密度对NH4VO3改性微弧氧化膜特性的影响。利用扫描电镜观察了微弧氧化膜形貌,用能谱仪分析了膜层V、O、Al元素分布,用X射线衍射仪分析了膜层的相组成,测试了膜层厚度、硬度和微弧氧化电压变化曲线。结果表明,随电流的增加微弧氧化电压快速升高,导致微弧氧化膜厚度和硬度增加,改变了微弧氧化膜形貌、膜层元素分布及微弧氧化膜相组成。     

梯度多孔Ti的微弧氧化研究

在硫酸电解液中对致密Ti和梯度多孔Ti样品进行微弧氧化研究。分析了孔隙特性、电流密度和电解液组成对微弧氧化过程中起始电压、击穿电压、起弧时间、氧化膜形貌和厚度的影响,并测量了微弧氧化膜的物相组成。结果表明:与致密Ti样品相比,梯度多孔Ti样品的起始电压和击穿电压提高、起弧时间延长,氧化膜层厚度增加。随着电流密度的增加,梯度多孔Ti微弧氧化反应剧烈,表面膜层的微孔直径增大,孔洞变小,膜层表面粗糙度增加,膜层变厚。当在硫酸电解液中加入少量硝酸镧后,微弧氧化起始电压和击穿电压提高、起弧时间延长,表面氧化膜的平均孔径从200nm增加到2μm左右,膜层厚度从27.6μm增加到35.6μm,膜层表面粗糙度增加。XRD分析表明,微弧氧化膜主要由Ti、锐钛矿TiO2和金红石TiO2相组成,其中以锐钛矿TiO2为主。     

交流电电流密度对铝合金微弧氧化陶瓷膜生长的影响

采用交流电源,通过不同的初始电流密度对2A12铝合金材料表面进行微弧氧化试验,研究电流密度对陶瓷氧化膜生长的影响。结果表明,电流密度对微弧氧化陶瓷膜的生长产生重要影响,电流密度过低,微弧放电无法为氧化陶瓷膜的生长提供能量,导致陶瓷氧化膜生长停止;适当增加电流密度能够促进氧化陶瓷膜的生长,获得质量较好的氧化膜层;过高的电流密度对氧化陶瓷膜质量产生不利影响。     

电参数对AZ91D镁合金微弧氧化过程和膜层的影响

在硅铝复合电解液中,采用不同的电参数在AZ91D镁合金表面制备微弧氧化膜。利用扫描电镜(SEM)观察了膜层表面微观形貌;通过膜层测厚仪测量了氧化膜的厚度。结果表明,随着电流密度、占空比或者氧化时间的增大,膜层的不均匀程度都逐渐增大,表面放电孔洞尺寸变大,数量减少;电流密度大于10A/dm2或氧化时间超过15min时,微弧氧化过程会出现熄弧阶段;膜层厚度随着电流密度的增加而呈现近似线性增加后趋于稳定的变化趋势;而随着占空比或者氧化时间的延长,膜层厚度则逐渐增大。     

ZAlSi12Cu2Mg1微弧氧化陶瓷膜层形成过程研究

通过控制微弧氧化时间,研究了ZAlSi12Cu2Mg1在不同氧化时间下膜层的生长过程,分析了氧化过程中正向电流密度、膜层厚度的变化.结果表明微弧氧化阶段又分为氧化过渡阶段和氧化烧结阶段.氧化过渡阶段陶瓷层以向外生长为主;生成Al2O3非晶氧化物;氧化烧结阶段膜层以向内生长为主,此阶段膜层生长速率最快,生成Al2O3晶体和莫来石.氧化烧结阶段对陶瓷膜层的形成起重要作用,对氧化烧结阶段的控制可直接影响膜层的厚度以及膜层中Al2O3晶体含量.     

铝及其合金的微弧氧化技术

综述了近年来利用微弧氧化技术对铝及其合金进行表面处理的研究进展;着重分析归纳了电流密度、电压、频率等电参量以及不同基体材料对铝合金微弧氧化膜的生长、成分、结构和性能等方面的影响;分类评价了铝合金微弧氧化处理中常用的电解液体系;简要描述了铝合金微弧氧化的动力学特点和膜层的生长机理;指出电参量的控制以及电解液成分和浓度的调整是将来铝合金微弧氧化技术的研究重点.     

含石墨微粒电解液电流密度对ZL108微弧氧化膜层特性的影响（英文）

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/dm~2)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, SiO_2,θ-Al_2O_3,α-Al_2O_3组成, SiC相来源于石墨与SiO_2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5 A/dm~2时膜层腐蚀速率最低。     

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。     

1050纯铝微弧氧化陶瓷层的生长动力学与腐蚀性能研究

采用微弧氧化技术在1050纯铝表面制备陶瓷膜,分析了不同制备参数对应的电压与时间曲线.表征了陶瓷氧化膜的厚度、微观形貌,膜层结构和成分;评定了陶瓷氧化膜在NaCI溶液中耐腐蚀性能.随着电流密度的增大,陶瓷膜的厚度呈线性快速增加.微弧氧化后试样具有更高的腐蚀电位和更低的腐蚀电流密度,并且发现铝合金的维钝电流密度可以从0.1A/cm~2降低为10~-7A/cm~2,低的腐蚀电流密度可能是由于膜的厚度、致密度等决定.