镁合金表面沉积铜钨复合涂层工艺及涂层性能研究

目的提高镁合金表面的耐蚀耐磨性。方法采用冷喷涂与化学气相沉积(CVD)相结合的方法在镁合金表面制备出Cu/W复合涂层,并对复合涂层的结构、成分、组织形貌、耐磨性、耐蚀性、结合力进行分析。结果镁合金基体沉积Cu/W复合涂层后,表面硬度提高了687.1HV,磨损率从0.032%降到0.020%,腐蚀电位正移了1.3 V,临界载荷相比直接化学气相沉积W涂层提高了120.5 N。结论Cu/W复合涂层显著提高了镁基体的耐磨、耐蚀性,涂层与基体结合力较高。     

镁合金AZ31化学成膜及其耐蚀性研究

研究了镁合金A731在磷酸盐处理液中的成膜工艺.分析了前处理、工艺条件等因素对化学转化膜质量的影响.利用电化学方法研究成膜过程及膜的耐蚀性能.利用电子探针(EPMA)测定转化膜的表面形貌及化学成分.结果表明,在优化的工艺条件下,所得转化膜均匀致密,对镁合金基体有较好的保护作用,提高了镁合金AZ31的耐腐蚀性能.     

镁合金AZ31表面液相沉积Ca-P生物陶瓷涂层的研究

研究了镁合金AZ31经过预钙吸附和阳极氧化预处理后,在Hank's溶液、Ca(NO3)2和NH4H2PO4混合溶液(简称Ca-P溶液)中制备Ca-P基生物陶瓷涂层的可能性.利用能谱分析仪和X射线衍射仪分析了涂层的化学成分和相组成.结果表明,两种预处理后的AZ31镁合金在Hank's溶液中均不能沉积得到涂层.而在Ca-P溶液中浸泡48 h后,镁合金表面均沉积了Ca-P涂层.其结晶产物主要为透钙磷石(CaHPO4·2H2O)和少量的Ca(H2PO4)2.预钙吸附处理后镁合金表面形成钙的形核点,在Ca-P溶液中沉积所得的涂层均匀致密,由长、宽20～50 μm的片状结晶体组成,结晶体相互咬合交织生长;而阳极氧化处理后的AZ31在Ca-P溶液中沉积所得的涂层则呈竹叶状,且不致密.     

AZ31镁合金表面碱性化学镀镍工艺研究

试验研究了AZ31镁合金表面碱性化学镀镍工艺。采用扫描电镜(SEM)、能谱成分分析(EDS)和X射线衍射(XRD)等方法对镀镍层的表面形貌、镀层成分及物相结构进行了分析,并测定了AZ31镁合金及镀层在w(NaCl)=3.5%的水溶液中的腐蚀电位和极化曲线,以此评价镀层的耐腐蚀性能。结果表明,预镀镍层为晶格畸变的晶态低磷镀层,二次镀镍层为非晶态高磷镀层,镁合金表面腐蚀电位在化学镀镍后明显升高,二次镀镍后钝化电位范围明显扩大,其耐腐蚀性能明显优于预镀镍层的。     

镁合金表面超声微弧氧化载氟生物涂层耐磨性和耐蚀性

目的提高医用镁合金微弧氧化涂层的耐蚀性、耐磨性,并赋予涂层抗菌性和生物活性。方法镁合金表面采用超声微弧氧化技术,在镀液中加入0.4、1.4、2.4、3.4 g/L的Na F,制备载氟生物涂层。通过SEM观察载氟对涂层表面形貌的影响,分析涂层的主要元素变化,进行了涂层厚度、孔隙率、拉伸强度的测定,并进行了摩擦磨损实验、电化学腐蚀实验、覆膜抗菌实验,评价了不同载氟生物涂层的结合性能、耐磨性能、耐蚀性和抗菌性。结果适量载氟生物涂层表面分布了均匀的孔隙。随着NaF浓度的增加,涂层中氟元素的含量升高,涂层厚度也随之增加,且涂层的结合强度提高了3.5~10.0 MPa。氟元素可促进涂层表面氧化物反应膜的形成,有利于减轻粘着磨损,使摩擦系数降低了0.17~0.35。载氟涂层的自腐蚀电位提高了95~170 m V,而自腐蚀电流降低约两个数量级,涂层抗菌率为61%~76%。结论超声微弧氧化镀液中添加Na F,提高了涂层结合强度、耐磨性、耐腐蚀性,涂层具有一定的抗菌性,实现了生物涂层的多功能性。     

化学气相沉积温度对AZ31镁合金表面制备DLC薄膜微观结构及机械性能的影响

目的提高镁合金表面硬度及耐磨性,给出最佳性能薄膜的制备温度。方法采用化学气相沉积(PECVD)技术在AZ31镁合金表面制备了含氢DLC薄膜,研究了沉积温度对DLC薄膜厚度、表面形貌、硬度、杨氏模量、耐磨性能、膜基结合力以及sp^3键含量的影响,并对相应的影响机制进行了讨论。结果沉积温度对AZ31镁合金表面DLC膜的组织及性能有显著影响。温度较低时,碳粒子能量较低,无法注入薄膜亚表层,只能停留在表面以sp^2杂化方式生长。随着温度的升高,碳粒子能量增加,更多的sp^3杂化键形成。沉积温度为75℃时,薄膜中sp^3杂化键含量最多,此时薄膜最厚约为7.67μm,硬度最大可达5.95 GPa,杨氏模量值最高达到43.2 GPa,并且摩擦系数最低仅为0.03。随着温度进一步升高,碳粒子能量持续增加,轰击薄膜表面时会使碳-氢键断裂,造成氢的脱附,使薄膜中sp^3杂化键减少,从而降低了薄膜的硬度及耐磨性等机械性能。结论在本研究工作温度范围内,75℃为AZ31镁合金表面制备DLC薄膜的最佳温度。     

AZ91镁合金表面电化学沉积羟基磷灰石涂层的制备及其耐蚀性

采用电化学沉积方法在AZ91镁合金表面制备了羟基磷灰石(HA)涂层,研究了电沉积工艺参数对羟基磷灰石涂层形貌和相组成的影响,并通过腐蚀浸泡试验、极化曲线测试等方法对该涂层的耐蚀性进行了研究。结果表明:当溶液pH为4.5,温度为60℃时,涂层的致密性最好,呈放射状的结构,主要成分为HA相,涂层的厚度约为60~70μm,与基体结合较好;HA涂层对镁合金基体具有较好的保护作用,显著提高了基体合金在生理溶液中的耐蚀性。     

AZ31镁合金表面磷化工艺研究

研究了AZ31镁合金表面的磷化处理工艺,分析了磷化时间和封孔处理对镁合金表面磷化膜耐腐蚀性能的影响,并利用金相显微表面分析、腐蚀电位及极化曲线测量、腐蚀失重试验等方法评价了磷化膜的耐腐蚀性能.研究结果表明,磷化处理可以显著改善AZ31镁合金的耐腐蚀性能,并且随着磷化时间的增加,镁合金表面磷化膜的耐腐蚀性能不断得到提高;封孔处理可以有效地封闭镁合金表面磷化膜中残留的腐蚀活性通道,进一步提高镁合金表面磷化膜的耐腐蚀性能.     

AZ31镁合金化学成膜工艺及性能研究

研究AZ31镁合金化学成膜工艺及配方,应用扫描电镜(SEM)、膜层测厚仪、粗糙度仪、结合力测试仪及盐雾试验箱等仪器对所制备出的膜层的表面和截面形貌、粗糙度、结合力、耐蚀性进行测试和分析。结果表明,在此工艺配方下所获得的膜层性能优良,表面光滑细腻,膜层比基体的耐蚀性有较大幅度提高,具有生产实际应用价值。     

化学气相沉积钨锭工艺研究

以WF6和H2为原料，粉末冶金钨板为基体，采用热丝开管气流化学气相沉积试验装置，成功地制备出可变形钨锭。试验分析表明：钨锭纯度可达99．9％以上，密度大于19．0g／cm^3，硬度为400-500HV，具有良好的加工塑性。研究了钨锭在轧制变形后组织性能变化，以及影响其热轧性能的因素。     

沉积时间对镀铝层AZ31镁合金耐蚀性的影响

目的 提高镁合金的耐腐蚀性能。方法 利用恒电流沉积的方法在AZ31镁合金表面制得铝镀层,利用光学显微镜及扫描电子显微镜等检测手段观察镀层的微观形貌、腐蚀形貌等,并用开路电位、动电位扫描等电化学方法,检测沉积时间对镀铝后镁合金抗腐蚀性能的影响。结果 通过恒电流电沉积的方法,成功在AZ31镁合金表面制得了铝层。经过电化学腐蚀测试,未镀铝的AZ31镁合金的腐蚀电位较负,约为–1.68 V,且腐蚀电流最大。当沉积时间为1 h时,获得薄片状铝镀层,腐蚀电位正移,约为-1.34 V,镁合金的抗蚀性有了提高,但腐蚀电流只有轻微变小;当沉积时间为2 h时,薄片状铝生长为颗粒状,此时腐蚀电位约为–1.32 V,并且其腐蚀电流明显变小;随着沉积时间的延长,镀层继续生长且颗粒状铝开始向合适生长位置扩散,当沉积时间为3 h时,在镁合金表面产生片层状铝扩散区,且其腐蚀电位最正,约为–1.30 V,且此时腐蚀电流达到最小。结论 通过恒电流电沉积的方法,可以成功在AZ31镁合金表面制得铝层,且表面镀铝层可以有效提高镁合金的耐蚀性。其中沉积时间为1 h,镁合金的抗腐蚀性有轻微改善;沉积时间为2 h时,镁合金的耐蚀性进一步提高;而沉积时间为3 h时,铝镀层对镁合金的保护效果最好,腐蚀破坏最弱,镁合金的耐蚀性有明显的提高。     

模拟海洋环境中Ni-Co合金镀层对AZ91D镁合金的腐蚀防护研究

目的提高AZ91D镁合金的腐蚀防护性能。方法采用化学镀前处理在AZ91D镁合金表面制备一种保护性的Ni-Co合金镀层。分别采用环境扫描电镜(ESEM)、X射线衍射(XRD)和能量散射谱(EDS)分析合金镀层的表面形貌、微结构特点和化学成分。采用动电位极化(PC)和电化学阻抗谱(EIS),分析测试在模拟海洋环境(中性3.5%Na Cl溶液)中Ni-Co合金镀层对AZ91D镁合金的腐蚀防护性能。结果镁合金表面化学镀Ni-P镀层均匀覆盖,晶粒生长较致密,表面呈菜花状形貌,Ni-P镀层中P质量分数约为5.6%。Ni-Co合金镀层表面均匀且呈金字塔状形貌,形成了面心固溶体(FCC),镀层中Co质量分数约为31%。Ni-P镀层和Ni-Co合金镀层的厚度分别约为11μm和19μm。在模拟海洋(中性3.5%Na Cl溶液)环境中,镁合金裸基体、化学镀前处理Ni-P镀层、Ni-Co合金镀层的腐蚀电位分别为-1485、-372、-284 m V,其腐蚀电流密度分别是3.4×10-5、1.8×10-6、2.9×10~(-7) A/cm2,所拟合的电荷转移电阻分别为4.72×103、1.70×104、2.06×106?/cm2。结论化学镀前处理Ni-P镀层可为镁合金提供较好的腐蚀防护,Ni-Co合金镀层能够为镁合金提供更显著的腐蚀防护。     

AZ31B镁合金氧化石墨烯掺杂钇盐转化膜耐蚀性研究

目的研究一种绿色环保的表面处理方法,以提高镁合金的耐蚀性。方法采用化学浸泡法,以硝酸钇为成膜物质,在AZ31B镁合金表面成功制备一种新型稀土盐转化膜,并以氧化石墨烯为阻隔剂对该转化膜进行复合掺杂。采用扫描电镜(SEM)对膜层的表面形貌进行观察,采用析氢实验和电化学测试对不同试样在3.5%Na Cl溶液中的耐蚀性进行了研究。结果镁合金钇盐转化膜表面平整均一,覆盖良好。氧化石墨烯掺杂后的钇盐膜层表面出现了大小不均一的瘤状物质,膜层完整,未出现裂痕。析氢实验结果显示,经过处理的转化膜试样可以极大地抑制腐蚀反应的发生。由极化曲线可知,钇盐转化膜的存在使镁合金的腐蚀电位发生了明显正移,正移了150 m V;而氧化石墨烯掺杂的钇盐膜层的腐蚀电位相对于掺杂前变化不大,但其腐蚀电流密度是掺杂前的1/28。电化学交流阻抗谱的测试结果显示,氧化石墨烯掺杂钇盐转化膜的电荷转移电阻最大,Rct为2485?·cm2;钇盐转化膜的电荷转移电阻次之,Rct为1224?·cm2。两者的电荷转移电阻相对于未经处理的镁合金都有明显提升。结论钇盐转化膜可以明显提高AZ31B镁合金的耐蚀性,氧化石墨烯的加入可以进一步提高转化膜层的耐蚀性。     

AZ31镁合金表面含纳米SiC氟化镁膜层的制备及耐腐蚀性能

为了提高 MgF2 膜层的耐腐蚀性能,利用微弧氧化工艺,通过在 NH4F-EG 电解液中添加纳米 SiC 颗粒,在 AZ31 镁合金表面制备含 SiC 的 MgF2 -SiC 膜层,并探究纳米 SiC 颗粒的浓度对 MgF2 膜层组成、结构和耐腐蚀性能的影响。 采用 SEM、EDS、XRD、XPS 等测试方法对含 SiC 的 MgF2 膜层的微观组织、元素含量和物相组成进行分析,利用电化学工作站对膜层的耐腐蚀性能进行测试。 结果表明:电解液中的纳米 SiC 颗粒成功进入 MgF2 膜层中。 随着电解液中纳米 SiC 浓度的增加,膜层中的 Si、C 元素含量增加,Mg、F 元素含量减少,膜层变得致密平整,孔隙率减少,膜层缺陷得到有效改善,膜层厚度减小;MgF2 膜层的耐腐蚀性能先增大后减小,当电解液中纳米 SiC 的浓度为 5 g / L 时,膜层的耐腐蚀性能最优。 因此,在 NH4F-EG 电解液中添加纳米 SiC 颗粒,可以在 AZ31 镁合金表面制备出含 SiC 的 MgF2 -SiC 膜层, 且耐腐蚀性能优于不含 SiC 的 MgF2 膜层。     

AZ31镁合金表面有机膜的耐腐蚀性能

采用有机镀膜的方法在AZ31镁合金表面制备了具有功能特性的有机薄膜.通过对循环伏安特性曲线的分析,研究了镁合金表面有机膜的生长机理.结果表明,有机膜的形成过程要经历形核、稳定生长和薄膜增厚3个阶段;结合盐雾腐蚀试验,分析了镁合金表面的耐腐蚀性能,探讨了有机镀膜的最佳工艺条件.     

功率对AZ31B镁合金表面Al-Cu合金熔覆层耐磨和耐腐蚀性的影响

采用激光熔覆技术在AZ31B镁合金表面制备Al-Cu合金熔覆层,研究不同功率下,熔覆层耐磨性和耐腐蚀性的差异。结果表明,当激光功率为400 W时,熔覆层表面的摩擦系数为0.215,明显小于基体的摩擦系数。其对应的腐蚀电位值和腐蚀电流密度值比基体提高了170 mV,降低了一个数量级。     

AZ31B镁合金微等离子体氧化陶瓷膜耐腐蚀性研究

采用SEM、XRD等方法研究了AZ31B镁合金微等离子体氧化陶瓷膜的形貌特征和相组成.结果表明:直流脉冲电源条件下取得的陶瓷膜比交流脉冲电源条件下取得的陶瓷膜更致密,因而具有更佳的耐腐蚀性;XRD图谱显示陶瓷膜主要由MgSiO3和MgO相组成.在直流脉冲电源情况下,对比了不同电流密度对陶瓷层耐腐蚀性能的影响,得到电流密度为2A/dm2时膜层具有最佳耐腐蚀性的结论.     

含钬AZ31镁合金的抗腐蚀性能预测

对添加有稀土元素Ho的AZ31镁合金进行抗腐蚀性能测试,同时利用神经网络预测模型,研究不同Ho含量对AZ31镁合金抗腐蚀性能的影响。结果表明,ZA31镁合金腐蚀速度的神经网络预测值与实验值的相对误差在±5%以内,所建立抗腐蚀性能神经网络预测模型的预测精度较高。