微弧氧化技术在Al、Mg、Ti及其合金中的应用

综述了微弧氧化技术发展状况、机理及其影响因素.有色金属Al、Mg、Ti及其合金在工业中的地位越来越重要，而其耐蚀性、耐磨性及硬度等应用性能不理想一直束缚其发展.微弧氧化技术可以直接在有色金属Al、Mg、Ti及其合金表面原位生长陶瓷层，从而改善了其应用性能.介绍了微弧氧化技术在Al、Mg、Ti及其合金中的应用.      

微弧氧化技术述评

微弧氧化(MAO)又称为微等离子体氧化(MPO)、阳极火花沉积(ASD)或火花放电阳极氧化(SDAO),它是一种直接在有色金属表面原位生长陶瓷膜层的表面处理新技术.该技术突破了传统阳极氧化的诸多不足之处,通过对工艺过程的控制,可以使金属表面陶瓷化,生成的陶瓷薄膜具有优异的耐磨和耐蚀性能、较高的硬度和绝缘电阻.基于目前微弧氧化技术在Al、Mg、Ti及其合金表面改性方面的广泛应用和进展,综述了微弧氧化技术的工艺原理、技术特点、微弧氧化膜层的性质和影响因素以及该技术的应用现状.     

轻合金等离子体增强电化学表面陶瓷化进展

等离子体增强电化学表面陶瓷化(微弧氧化)是一项在有色金属表面原位生长陶瓷膜的新技术。介绍了微弧氧化技术生成氧化物陶瓷膜的原理、方法，陶瓷膜的性能特点及微弧氧化技术在轻合金中的研究进展状况和应用前景。     

CTAB对海洋工程用2Al2铝合金表面微弧氧化膜组织和性能的影响

为了改善海洋工程用2A12铝合金的耐腐蚀性能,采用微弧氧化技术在合金表面制备微弧氧化陶瓷层,研究了电解液中不同浓度的十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)表面活性剂对微弧氧化陶瓷层的结构和性能的影响。研究结果表明:随着电解液中CTAB表面活性剂的增加,陶瓷层表面微孔的尺寸有明显减小,且陶瓷层表面更为致密,陶瓷层的厚度也随着添加量的增加而增加。当CTAB浓度为0. 2 g/L时,获得的微弧氧化陶瓷层的耐磨性和耐腐蚀性能最好。     

合金微弧氧化技术研究及应用进展

综述了微弧氧化技术的基本原理,介绍了铝、镁、钛合金微弧氧化陶瓷层的组织结构和性能,总结和分析了不同工艺参数如电压、电流密度、氧化时间等对陶瓷层性能的影响规律,介绍了槽液体系如酸碱度、添加剂种类及溶液电导率等对微弧氧化陶瓷层性能的影响,及微弧氧化技术在Al、Mg、Ti及其合金中的应用.     

镁合金表面微弧氧化陶瓷层摩擦学性能的研究

利用微弧氧化技术在AZ31镁合金表面原位生长陶瓷层，用球-盘磨损实验机对试样的摩擦学性能进行了研究。结果表明：AZ31镁合金表面微弧氧化后可以形成均匀的表面陶瓷改性层，改性层由疏松层、致密层和截面层组成，厚约20μm。微弧氧化处理后的试样在干摩擦小滑动距离下表现出良好的耐磨性。并用SEM，XRD分析了微弧氧化陶瓷层的显微组织、表面形貌和相结构。     

铝合金耐高氯酸羟胺腐蚀防护方法研究

探讨了高氯酸羟胺对铝合金的腐蚀机理。比较了等离子喷涂陶瓷层与微弧氧化陶瓷层的多种性能,对陶瓷层进行表面静电喷涂聚乙烯封闭。结果表明:微弧氧化技术制备的铝合金陶瓷层的性能较好;静电喷涂聚乙烯封闭后微弧氧化膜层耐高氯酸羟胺腐蚀性好。     

AZ91镁合金表面微弧氧化与磁控溅射镀铜复合处理层的微观组织与性能

采用微弧氧化技术在AZ91镁合金表面制备陶瓷涂层,然后在该涂层表面通过磁控溅射镀铜技术制备复合膜层。研究了微弧氧化陶瓷层和复合膜层的表面物相组成、表面粗糙度、表面及截面形貌、表面润湿性及电化学性能。结果表明:AZ91镁合金经微弧氧化处理后由于微弧氧化陶瓷层呈微纳粗糙多孔结构,表现为亲水特性,其物相由MgO、Mg及Mg_2SiO_4组成;而微弧氧化陶瓷层经磁控溅射镀铜处理后表面获得较为致密的具有疏水特性的铜层,表面粗糙度降低;四探针测试结果说明复合膜层的方阻为16.2 m?·~(-1),导电性良好;动电位极化曲线测试结果说明复合膜层与基体镁合金相比,其腐蚀电流密度降低10%,腐蚀电位提高了约0.36 V,腐蚀极化电阻提高约80倍;与微弧氧化陶瓷层相比,复合膜层的腐蚀电位提高了约0.24 V,但其腐蚀电流密度和腐蚀极化电阻有所下降。研究结果表明,微弧氧化与磁控溅射镀铜相结合的复合处理技术可在不降低镁合金陶瓷层耐蚀性的基础上显著提高其表面的导电性能。     

微弧氧化陶瓷层后处理技术的研究现状及展望

微弧氧化陶瓷层表面孔隙的存在加速了陶瓷层的腐蚀,后处理技术有效地提高了微弧氧化陶瓷层的耐蚀性、耐磨性和功能性。本文介绍了水热处理、溶胶凝胶技术、化学镀和有机涂覆技术等在微弧氧化陶瓷层后处理中的应用情况,展望了微弧氧化陶瓷层的后处理技术的发展方向和前景。     

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。     

Microarc Oxidation of Carbon-Graphite Materials (Review)

The review is devoted to microarc (or plasma-electrolytic) oxidation (MAO) of carbon-graphite materials with the purpose of protecting their surfaces from oxidation, primarily, high-temperature oxidation. It is found that the formation of protective coatings on graphite under certain conditions occurs in accordance with trends similar to the formation of oxide layers on valve metals. The phenomenological model of the mechanism of formation of MAO coatings on graphite is given. In particular, the results of our own studies are described, as well as the data on the achieved level of characteristics of obtained MAO coatings are given.     

金属微弧氧化功能陶瓷涂层设计制备与使役性能研究进展

从微弧氧化技术的基本原理、功能陶瓷涂层设计制备与使役性能角度综述了最新的研究进展:介绍了微弧氧化涂层的生长过程与形成机理;讨论了关键工艺参数(电解液组成、电参数)及金属基体成分对涂层生长及膜基结合强度的影响;基于抗磨减摩、耐腐蚀、热防护、热控、介电绝缘、催化、生物等特殊功能化需求,探讨了涂层成分/结构设计,以及如何控制工艺/组成/结构获取高性能功能化涂层。最后,指出了微弧氧化技术面临的挑战,并从基础理论、涂层工艺和工程应用等方面展望了其未来的发展方向。     

有色金属表面微弧氧化技术评述

微弧氧化是一项在有色金属表面原位生长陶瓷膜的新技术。本文介绍了Ａｌ、Ｍｇ、Ｔｉ金属表面微弧化技术的发展历史及氧化物陶瓷膜生长的原理,并比较微弧氧化和阳极氧化技术的工艺及性能特点,显示微弧氧化工艺比阳极氧化简单,氧化膜的综合性能比阳极氧化膜高得多,是一项广阔应用前景的新技术。     

PEO protective coatings on inner surface of tubes

Plasma electrolytic oxidation (PEO), also called micro-arc oxidation (MAO) or anode spark deposition (ASD), is a novel technique to produce hard ceramic coatings on metals, such as aluminum, titanium, magnesium (called valve metals) and their alloys. Up to now, many researchers focused on the PEO process for workpieces of regular shapes such as cube, cake or stick samples, etc. But no one paid attention to the irregular samples such as tubular materials. This research emphasized the PEO process of long tubes, especially the way to obtain uniform thickness of ceramic coatings on inner surface of tubes. Furthermore, the PEO kinetic behaviors of aluminum tubes were also investigated. The potential difference between the electrodes indicated a linear relationship with the coating thickness. A central accessory electrode was axially used to eliminate the shielding effect of electric field and was effective to obtain axially uniform coating on the inner surface of the tubes. The combination of hot-dipping aluminum and PEO process to obtain ceramic coating on 45# steel tubes was also performed in this work.     

铝合金微弧氧化陶瓷涂层研究进展

简述了微弧氧化技术的基本原理和优点,着重介绍了实验参量,如电源模式、电解液组成、电压、频率、占空比、氧化时间、基材成分等对铝合金微弧氧化的影响,总结和分析了铝合金微弧氧化陶瓷涂层微观结构与性能的特点及其关系。最后,针对目前铝合金微弧氧化陶瓷涂层研究领域存在的问题,提出了今后的研究方向。     

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.     

镁合金微弧氧化陶瓷层的绝缘强度及耐蚀性的研究

采用微弧氧化法在MB8镁合金表面原位生长—层陶瓷层，利用电击穿试验、盐雾腐蚀试验等手段研究了陶瓷层的绝缘强度Eb和耐蚀性，并用扫描电镜(SEM)分析了陶瓷层的形貌结构。结果表明：恒流条件下，随微弧氧化时间的增加，陶瓷层的厚度增加，陶瓷层内的显微缺陷增多，致密性下降；陶瓷层的绝缘强度(Eb)和耐蚀性均呈现出先增大后减小的趋势；陶瓷层的致密性越高，绝缘强度(Eb)越大，耐蚀性也就越好。     

电流密度对海水淡化用铝合金微弧氧化陶瓷膜层耐蚀性的影响

在硅酸盐体系中研究了双极性脉冲电源的电流密度对6061铝合金微弧氧化的影响。结果表明,电流密度对膜层的生长、形貌及耐蚀性具有明显的影响;电流密度为15.0 A/dm2时,起弧时间最短为86 s,且膜层形貌均匀、致密,腐蚀电位E0和腐蚀电流密度Icorr分别达到-0.526 72 V和5.287×10-8A/cm2,表现出良好的耐蚀性能。用高浓度海水喷淋腐蚀试验表明来自海水中的Cl-阴离子只能进入MAO膜层的疏松表层,生成可溶性的Al-O-Cl络合物,造成表面出现大量"海绵絮状"孔洞,但Cl-、SO24-等阴离子无法进到膜层内部致密层,从而基体不被腐蚀。