SiC_p表面处理对SiC_p/6061Al复合材料性能的影响

为提高SiC_p/6061Al复合材料的性能,采用不同方法对SiC颗粒进行了表面处理,并通过直热烧结法制备了不同SiC表面改性状态的SiC_p/6061Al复合材料。研究表明:经过酸洗+高温氧化处理后SiC_p表面生成了一层Si O2膜,SiC_p的棱角发生钝化,颗粒形貌发生改变;经过碱洗+K_2ZrF_6处理后,SiC_p表面得到粗化,并在SiC_p表面析出K_2ZrF_6。对SiC_p进行不同表面处理后,制得的SiC_p/6061Al复合材料的性能都得到很大改善,而且碱洗+K_2ZrF_6处理这种表面处理方法对复合材料性能的改善效果最佳。     

K2ZrF6对镁合金微弧氧化膜抗点燃性能的影响

目的 降低镁合金在高温环境下起火燃烧的风险,同时探索微弧氧化膜是否具有抗点燃的热防护功能.方法 采用添加不同含量K2ZrF6的碱性硅酸盐电解液体系,在AZ91D镁合金表面制备微弧氧化膜,研究不同浓度K2ZrF6对微弧氧化膜抗点燃性能的影响.采用扫描电镜观察燃烧前微弧氧化膜的微观结构变化,结合XRD分析涂层的相组成,并借助抗点燃性能测试装置,考察微弧氧化膜的起燃时间.结果 添加K2ZrF6制备的微弧氧化膜主要由MgO、Mg2SiO4、MgF2和ZrO2组成.随着K2ZrF6含量的增加,膜层中大尺寸缺陷减少,致密性和厚度显著提高,表面粗糙度先增加、后降低.添加0～10 g/L K2ZrF6的微弧氧化膜的致密性较差,这类微弧氧化层在火焰的作用下,会形成大量的烧蚀孔洞和纵向扩展裂纹;添加15、20 g/L K2ZrF6的微弧氧化膜,具有更为致密的内层,这类微弧氧化膜直到基体完全熔化变形,才会出现横向扩展裂纹,导致涂层失效.AZ91D镁合金经过含15 g/L K2ZrF6的电解液微弧氧化处理后,起燃时间最长,抗点燃性最好.结论 K2ZrF6浓度对微弧氧化膜抗点燃性的影响主要体现在对其致密性的影响上,内层的致密结构能够减少在高温火焰作用下形成的烧蚀孔洞,以及延缓裂纹的产生,从而阻碍熔融的液态镁和镁蒸气向外扩散,减缓氧化反应的程度,提高涂层的抗点燃性.     

TC4钛合金表面ZrO_2/TiO_2复合陶瓷膜的性能

采用微弧氧化技术在TC4钛合金表面制备复合陶瓷膜,研究了在Na2SiO3-NaH2PO4体系电解液中分别添加K2ZrF6和氧化锆粉对膜层组织结构和性能的影响。利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析膜层的微观组织和相组成。用MMW-1A万能摩擦磨损试验机对复合陶瓷膜进行了耐磨性能测试。结果表明,当溶液中分别添加了K2ZrF6和氧化锆粉后,都会使陶瓷膜的厚度增加,膜层表面粗糙度降低,且膜层中大尺寸缺陷减少。添加K2ZrF6和氧化锆粉所制备的膜层中主要由金红石型TiO2和ZrO2相组成,且添加氧化锆粉制备的陶瓷膜中的ZrO2含量比添加K2ZrF6制备的膜中含量要多。添加K2ZrF6和氧化锆粉所制备的陶瓷膜的耐磨性能得到提高。     

Al-Si钎料对Ti3Al基合金的表面改性研究

采用Al-Si钎料液相浸渍的反应方法实现了对Ti3Al基合金的表面改性,且Al-Si与Ti3Al母材之间形成了良好的界面,涂层由TiAl3和TiSi2>组成.经过900℃恒温氧化试验后,在涂层外表面与Ti3Al母材的界面分别出现了Al3O3层、Ti-Si层和TiAl层.表面浸渍处理后的试样相对于未加涂层的Ti3Al试样...     

表面腐蚀对离心铸造铝基复合材料耐磨性的影响

采用离心铸造制备了Al-10Si-15Mg2Si复合材料.检测了该复合材料内层颗粒增强层在未经过腐蚀处理以及经过10％的NaOH溶液在常温下不同时间的腐蚀预处理后的耐磨性能.结果表明,复合材料增强层的磨损量随着腐蚀时间的延长呈现先降低后增加的变化趋势.讨论了腐蚀预处理对复合材料颗粒增强层耐磨性能的影响机制.     

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。     

纳微米SiC_p/Al-Si复合材料的摩擦磨损性能

通过真空热压烧结工艺制备了单一纳米、单一微米及其混合颗粒增强的Al-Si复合材料,测试了这些颗粒增强AlSi复合材料的摩擦磨损性能,并分析了其磨损机理。结果表明,与基体材料相比,颗粒增强Al-Si复合材料的体积磨损量明显降低,当纳米SiC_p含量为3%时,随着微米SiC_p含量的增加,纳微米SiC_p/Al-Si复合材料的体积磨损量先减小后增加。当增强颗粒含量为3%的纳米+15%的微米时,复合材料的体积磨损量最小,耐磨性较基体材料提高58.2%。利用扫描电镜对纳微米SiC_p/Al-Si复合材料的磨损形貌进行观察,发现复合材料的磨损机制主要为磨粒磨损。     

TA2钛合金真空感应碳氮共渗组织及耐磨损和耐腐蚀性能

通过真空感应碳氮共渗技术对纯钛合金(TA2)在900 ℃下进行表面改性处理,并研究了经过碳氮共渗处理后TA2钛合金表面强化层的组织结构、耐磨损及腐蚀性能。结果表明:经900 ℃碳氮共渗处理后,TA2钛合金表面生成了一层以C_0.3N_0.7Ti为主的复合层;表层的显微硬度高达2236 HV0.25,相较于未经碳氮共渗处理的试样提高了约4.4倍;碳氮共渗后试样表现出典型的氧化轻微磨损特征。在模拟体液(SBF)溶液中,碳氮共渗TA2钛合金试样的腐蚀电位向正移动,自腐蚀电流密度明显降低,耐蚀性提高。     

离子溶液改性7075合金耐磨耐腐蚀性能研究

通过对7075合金表面进行离子溶液改性处理,研究不同时间改性后的陶瓷膜层的表面形貌、耐腐蚀性能和耐磨性能。结果表明,经过离子改性处理后的合金表面陶瓷膜层中出现了尺寸不同的微孔,微孔与基体不贯通。随着离子改性时间的延长,陶瓷膜层表面的腐蚀电位逐渐增大,但是当改性时间增加到45 min以上时,腐蚀电位的变化并不明显。改性时间为45 min时,陶瓷膜层的耐磨性能最好。     

NaOH溶液存储对纯钛表面TiO2-x层超亲水性长期稳定性的影响

等离子体氧化方法能够在纯钛种植体表面产生梯度变化的 TiO_{2- x}层,使其显著提高表面的亲水性和生物相容性,但是在空气中长期存放由于吸附的污染物,种植体表面很容易失去这些特性。 因此,需要一些存储方法来防止表面失效。 利用辉光等离子体放电技术在喷砂酸蚀(SLA)的纯钛表面进行等离子体氧化,然后对氧化后的样品进行 NaOH 溶液存储。 分析了 NaOH 溶液存储前后的表面特性,观察了 NaOH 溶液存储不同时间后表面亲水性的时效性,以及比较了 NaOH 溶液和生理盐水长期存储对表面亲水性的影响。 结果表明,NaOH 溶液处理后等离子体氧化表面形貌和化学成分无太大变化;NaOH 溶液存储时间对于亲水性的时效性无影响;NaOH 溶液是否残留不影响亲水性;将氧化后的样品直接储存在 NaOH 溶液或生理盐水中,可以长期保持表面的超亲水性。 对于纯钛表面超亲水性的长期稳定性,NaOH 溶液优于生理盐水。     

表面充氢对TA2在草酸溶液中腐蚀行为的影响

目的提高TA2在草酸溶液中的耐蚀性,揭示表面充氢提高钛在草酸溶液中耐腐蚀性能的机理。方法采用电化学充氢的方法对TA2试样进行表面充氢,采用SEM和XRD分析充氢对试样表面形貌和相组成的影响,并采用电化学测试和腐蚀浸泡实验研究不同充氢时间的TA2试样在草酸溶液中的耐蚀性。结果电化学充氢后,TA2试样表面会生成一层以Ti H1.5为主要组成相的氢化钛层,该氢化钛层的厚度随充氢时间的延长而增厚。电化学测试结果显示,随着充氢时间的延长,TA2试样在草酸溶液中的自腐蚀电位从–0.7 V(vs.SCE)逐渐增加到0 V左右,腐蚀倾向显著下降;极化电阻Rp则从0.2 kΩ·cm^2逐渐增加到了24.1 kΩ·cm^2,耐蚀性能增强。腐蚀浸泡实验结果表明,随着充氢时间的延长,TA2试样在草酸溶液中的腐蚀程度逐渐减弱,腐蚀速率也从未充氢时的4.63mm/a逐渐下降到0.03mm/a。结论在草酸溶液中,电化学充氢TA2试样表面生成的氢化钛层对Ti基体具有保护作用,并且保护效果随氢化钛层的增厚而增强。试样表面氢化钛层对Ti基体的保护作用除了与成分有关外,还与其结构相关,完整致密的氢化钛层可以对Ti基体起到很好的保护作用,而疏松多孔的氢化钛不仅不能保护Ti基体,反而还会促进Ti基体的腐蚀。     

热氧化温度对TA2纯钛组织与耐蚀性的影响

对TA2工业纯钛进行不同温度热氧化处理.采用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)分析热氧化处理试样截面组织,用EDS和XRD进行微区成分和物相分析;研究不同温度氧化处理试样的表层显微硬度以及浓盐酸中的耐腐蚀性,采用SEM观察试样腐蚀前后表面形貌.结果表明,热氧化后TA2表面形成了金红石型TiO2氧化膜,整个氧化层由金红石型TiO2氧化层、外扩散层和内氧扩散层构成.TiO2氧化膜厚度随热氧化温度升高而增加, 700 ℃以下增速很缓、超过700 ℃快速增厚;热氧化处理表层硬度亦随热氧化温度升高而提高.热氧化TA2试样在36%～38%HCl中耐腐蚀性明显改善,其中700 ℃热氧化处理的耐蚀性最优.     

低温氧化表面改性对Ti6Al4V合金抗磨损性能的影响

采用600℃低温氧化处理对Ti6Al4V合金进行了表面改性,利用OM、AFM、XRD、显微硬度仪和磨损试验机等表征与考察氧化表面基本特性及磨损性能.结果表明:低温氧化处理使Ti6Al4v表面形成了金红石型TiO2氧化层,表面颜色、形貌、粗糙度和组织发生了变化,并有效地提高了表面硬度.在Ti6Al4V/Cr12MoV摩擦体系中,低温氧化处理的钛合金磨损量仅为未处理的1.52%,但氧化100h时,磨损量略有增加;在Ti6Al4V/UHMWPE摩擦体系中,低温氧化处理不仅提高了Ti6Al4V自身的磨损性能,而且也间接地改善了UHMWPE的磨损性能.     

工程测量仪器的激光表面处理研究

以工程测量仪器用AZ91D镁合金为研究对象,采用低熔点Al-Si共晶合金粉末在合金表面进行了激光表面处理。结果表明,激光表面改性层主要由Mg_2Si、Al_(17)Mg_(12)和Al_3Mg_2相,以及α-Mg和Al固溶体组成;Al-Si合金化改性层的硬度分布均匀,且明显高于AZ91D母材;激光表面改性层的自腐蚀电位较AZ91D合金基材发生了正向移动,合金的耐腐蚀性能更优异。     

不锈钢表面TiO2改性层在H2SO4溶液中的电化学行为研究

利用双层辉光离子渗金属技术，在不锈钢表面形成渗Ti层，渗金属温度为950℃，然后将渗钛试样置于GSL-1600X真空管式高温炉进行热氧化形成金红石型TiO2改性层，氧化温度为750℃。利用电化学腐蚀系统对改性层及基体在0．5mol／L的H2SO4溶液中进行电化学对比实验。结果表明，不锈钢表面形成了致密、均匀的TiO2改性层，改性层由沉积层和扩散层组成，厚度约6μm；Ti-O改性层明显提高了不锈钢在0．5mol／L的H2SO4溶液中的耐蚀性。     

微弧氧化-溶胶凝胶复合表面技术改善铝合金的耐腐蚀性能

通过微弧氧化-溶胶凝胶复合表面处理技术来提高铝合金的耐腐蚀性能,分析了多层凝胶层对6061铝合金耐腐蚀性能的影响。采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和电化学分析等方法对膜层的表面形貌、化学组成、结构以及耐腐蚀性能进行了表征。研究表明：TiO2溶胶渗入微弧氧化陶瓷膜的微孔以及裂纹中,能有效阻挡腐蚀介质的扩散和渗透;复合处理后的试样较仅微弧氧化处理更平滑、致密;膜层除了γ-Al2O3相外,经高温退火处理后出现TiO2锐钛矿,并形成较好的晶相结构;在3.5%NaCl溶液中的室温电化学行为中,复合处理较微弧氧化处理后的试样自腐蚀电位上升最高约400 mV,自腐蚀电流密度最高减小约3个数量级,极化电阻明显增大;随着凝胶层厚度的增加耐腐蚀性能逐渐增强,但当凝胶层数大于4时,膜层龟裂现象严重,并导致耐腐蚀性能开始下滑。     

微弧氧化膜层对压铸镁合金拉伸性能的影响

利用自主开发的微弧氧化工艺处理了实际镁合金压铸试样,并探讨了微弧氧化膜层对镁合金基体拉伸性能的影响。研究发现,微弧氧化处理的镁合金压铸件试样表面的膜层厚度均匀、色泽均一;膜层含有MgO、MgAl2O4及Mg2SiO4等物相,且MgO含量随处理时间的延长而增加;处理时间合适时,膜层几乎不影响镁合金基体的拉伸性能,但随着处理时间的增加,由于膜层中存在的诸多缺陷而使基体的拉伸性能开始有所下降。     

铝合金微弧氧化陶瓷层光泽度性能的研究

为了探索工艺参数对铝合金微弧氧化陶瓷层表面光泽度的影响规律,加速微弧氧化产品在光学领域的应用,采用MA0240／750电源设备对6061铝合金试样进行微弧氧化处理和用电导率仪测量溶液的电导率,分别利用WGG60-E4光泽度计量仪和JM6460扫描电子显微镜进行光泽度测量和表面形貌组织观察,研究了电流密度大小、溶液温度和试样尺寸等因素对铝合金微弧氧化陶瓷层光泽度的影响,研究结果表明：在微弧氧化前期阶段,陶瓷层的光泽度随着氧化时间的延长呈指数规律下降,并且电流密度和溶液温度都对陶瓷层的光泽度变化具有重要的影响,电流密度越大和溶液温度越高,光泽度随氧化时间延长而下降的速度越快,到了中后期,它们对光泽度大小无影响,光泽度大小都变为2．5且不随氧化时间而变化;试样尺寸大小对陶瓷层光泽度大小无影响,不同尺寸试样的光泽度随时间的延长按照η=519．8e^-1的指数规律下降。     

微弧氧化对7475铝合金盐雾腐蚀性能的影响

对7475铝合金原始试样和微弧氧化试样进行了中性盐雾腐蚀试验,通过扫描电镜分析了原始试样和微弧氧化试样的表面-界面形貌和腐蚀后形貌,采用能谱仪对腐蚀后的表面和界面进行了面扫描和线扫描分析,通过X射线衍射测定了微弧氧化前后的物相,并利用PS-268A型电化学工作站测得了极化曲线。结果表明,盐雾腐蚀后原始试样表面被严重破坏,伴随着大量裂纹和剥落,腐蚀向纵深发展,腐蚀深度5~10μm,腐蚀产物为Al-O化合物;而微弧氧化试样盐雾腐蚀后仅表面间隙层有腐蚀造成的小球形貌,腐蚀止于致密层;氧化膜由间隙层、致密层和过渡层组成,物相为Al、α-Al2O3和γ-Al2O3,致密层的结构和稳定性是微弧氧化试样耐盐雾腐蚀性能提高的因素,极化曲线表明,微弧氧化试样比原始试样具有更小的腐蚀倾向和腐蚀速率。     

锆的热氧化及氧化后酸腐蚀行为的研究

研究了工业纯锆在500～800℃的热氧化行为及氧化后的耐酸腐蚀性,分析了不同时间热氧化处理后试样的单位面积质量增加以及在盐酸中的耐腐蚀性.采用SEM观察试样热氧化后的表面形貌及腐蚀后表面形貌.结果表明,在500～700℃时,氧化平缓,经长时间(5h)氧化后氧化膜未有脱落产生,并且氧化膜厚度随热氧化时间延长而增加;温度达800℃时,氧化过程先经历剧烈过程(1 h)后步入平稳阶段,表面出现裂纹和氧化膜脱落现象,氧化膜的厚度随氧化时间的延长而减小;经热氧化后的锆试样在25％HCl中耐腐蚀性得到改善.