铝合金钛锆转化膜槽液消耗规律的研究

目的在前期研制的新型铝合金表面钛锆转化膜工艺配方的基础上,进一步探索该新型工艺配方在连续使用过程中的消耗规律。方法通过在连续使用过程中对转化液中主要金属离子(钛、锆、M等)的含量测定分析,找出该成膜剂的消耗规律。采用电化学工作站和SEM对槽液连续使用过程中膜层的耐蚀性能及微观形貌进行表征。结果转化液中的主要成膜成分钛、锆、M的消耗质量比例基本不变,为5:1:4。XPS分析显示,膜层主要由金属氧化物(TiO_2、ZrO_2、Al_2O_3、M_2O_5)、金属氟化物(ZrF_4、AlF_3)和金属有机络合物等组成。随着成膜的不断进行,膜层的耐蚀性能有所下降,自腐蚀电流密度由最初成膜时的0.11μA/cm~2增加到1.24μA/cm~2,但仍低于铝合金基体的自腐蚀电流密度(7.53μA/cm~2)。随着连续成膜,膜层表面的微观裂纹不断变宽,在连续成膜到第80片时,铝合金表面有的位置已经不能成膜。结论钛锆转化液在连续使用过程中,转化液中的主要成膜成分按一定比例消耗,膜层的耐蚀性能随着连续成膜有所下降,因此有必要及时对转化液进行补加和校正。     

电解液温度对AZ31B镁合金黑色微弧氧化膜的影响

目的研究电解液温度对镁合金表面微弧氧化的成膜过程、膜层性能以及黑色着色过程的影响。方法使用不同温度(5、15、25、35℃)的硅磷电解液,在AZ31B镁合金基体上制备黑色微弧氧化膜。利用紫外可见分光光度计测定各膜层的黑度及色差,采用XRD、XPS、Raman分别用于分析膜层的物相组成、膜层中V元素存在的价态及相对含量、膜层中氧化物种类。利用场发射扫描电镜观察膜层的微观组织形貌变化。使用电化学工作站分析各膜层的耐蚀性能。结果随着电解液温度的升高,膜层黑度值从24.80(5℃)上升至29.03(35℃),其色差值也呈现总体上升趋势。膜层中V~(3+)与V~(5+)的比值RVO由3.6(5℃)下降至0.28(35℃)。膜层中孔洞尺寸先变小后增大,在25℃时孔洞尺寸最小,此时膜层最致密。膜层的腐蚀电流密度变化不大,在25℃时达到最低值(5.3μA/cm~2),此时膜层耐蚀性能最好。结论电解液温度越高,膜层黑度越浅,色差越大,膜层的致密性先变好后恶化,但膜层的耐蚀性变化不大。温度升高使膜层黑度下降的原因是膜层中R_(VO)值的下降。     

6063铝合金表面钛/锆/钼转化膜的制备及自愈性

采用化学转化处理法在6063铝合金表面制备获得淡黄色的钛/锆/钼转化膜,通过浸泡法并借助电化学工作站考察了钛/锆/钼转化膜的耐蚀性,采用划痕法结合扫描电子显微镜(SEM)研究了钛/锆/钼转化膜的自愈性。转化液的组成为:2 g/L H_2TiF_6,2 g/L H_2ZrF_6,2 g/L有机酸着色剂,3 g/L Na_2MoO_4。结果表明,在pH=3.0、温度为35℃、时间为5 min的工艺条件下能够在6063铝合金表面获得淡黄色、致密且耐蚀性良好的膜层,膜层微观表面均匀分布着白色颗粒和裂纹。人工划痕的钛/锆/钼转化膜在3.5%NaCl盐雾氛围中随着浸泡时间的延长划痕逐渐愈合,形成新的膜层,这表明制得的膜层具有自愈性。当在中性盐雾中的腐蚀时间超过5 d后,划痕处附近膜层中的氧化剂不断被消耗,迁移至划痕处发生络合的物质逐渐减少,膜层自愈性能退化,膜层被腐蚀。     

铝合金表面钛/锆/钒复合转化膜的自愈性研究

为了研究钛/锆/钒复合转化膜的自愈性,运用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱分析仪(XPS)分析了钛/锆/钒复合转化膜的微观形貌、成分与结构,借助扫描电化学工作站观察了膜层的自愈现象,通过划痕试验结合扫描电子显微镜(SEM)验证了膜层的自愈性,分析了钛/锆/钒复合转化膜自愈过程中的物质迁移现象.研究结果表明:钛/锆/钒复合转化膜结构复杂,膜层中的金属氧化物在第二相上优先形核,随后氟化物、金属有机配合物通过静电吸附作用沉积.膜层具有一定的自愈性,自愈现象与膜层中的金属氟化物和有机配合物的扩散有关.     

掺Ti量对类金刚石薄膜机械性能的影响

采用非平衡磁控溅射技术,通过改变Ti靶溅射电流,在不锈钢衬底表面沉积了不同掺Ti量的类金刚石薄膜(Ti-DLC),研究了掺Ti量对薄膜的显微硬度、弹性模量、膜/基结合强度、断裂韧性及摩擦磨损行为的影响。结果表明:DLC薄膜掺杂Ti后,硬度明显提高,且随着Ti靶溅射电流的增大,薄膜硬度先增加、后降低,Ti靶溅射电流为1.5A时,薄膜硬度最高;掺杂适量的Ti,可以明显改善DLC薄膜的膜/基结合强度和断裂韧性,并能明显降低DLC薄膜的摩擦系数。     

共晶铝硅合金恒流微弧氧化成膜工艺优化

采用恒流氧化模式对二元共晶Al-Si合金进行微弧氧化(MAO)处理。在碱性电解液体系中,以Na₂SiO₃和C6H12N4(六次甲基四胺)质量浓度、电流密度、脉冲频率和占空比为优化对象,以膜层的耐腐蚀性能、生长速率及成膜的单位能耗同时作为评价指标,通过正交试验得到以下最优成膜工艺:电解液由12 g/L Na₂SiO₃、2 g/L NaOH和5 g/LC₆H₁₂N₄组成,正、负向电流密度分别为10 A/dm²和4 A/dm²,脉冲频率400 Hz、占空比25%,单个周期的正负脉冲数之比为1。该工艺显著降低了Si相对共晶铝硅合金上MAO的不利影响。     

应力对薄膜结构与性能影响的研究现状

产生薄膜应力是在沉积薄膜过程中普遍存在的现象。薄膜应力的存在将影响薄膜的微观结构和性能,如薄膜的光学、力学等物理性能。同时影响到薄膜与基体材料的结合度以及基体材料的基本性能。主要总结了薄膜应力的产生机理、测试方法及其对薄膜结构和性能的影响,同时对薄膜应力的有效控制提出了展望。     

化学转化膜的自愈性研究进展

综述了铬酸盐化学转化膜、钒酸盐化学转化膜、钛锆化学转化膜、硅酸盐化学转化膜、植酸化学转化膜和有机-无机复合化学转化膜的自愈现象及其机理;指出多价态金属无机盐及有机-无机复合化学转化是自愈性转化膜主要的发展方向之一.