镁合金表面微弧氧化-SiO2复合膜层的微观结构和耐蚀性

采用有机醇盐水解法制备SiO2溶胶,用浸溃-提拉制膜技术在AZ31B镁合金微弧氧化陶瓷层表面制备SiO2膜层,研究了镁合金表面微弧氧化-SiO2复合膜层的微观结构和耐蚀性.结果表明:SiO2溶胶进入微弧氧化陶瓷层表面的微孔并形成了SiO2膜层;由微弧氧化陶瓷层和SiO2膜层组成的复合膜层的腐蚀电位比单一陶瓷层明显提高,...     

铝合金微弧电泳复合膜层的工艺制备

采用微弧氧化的方法先在铝合金表面制备一层致密多孔的陶瓷层,然后再通过电泳处理在铝合金表面制备出微弧电泳复合膜层.采用扫描电镜对复合膜层的表面形貌和截面线进行扫描分析,通过电化学分析和划格法测结合力试验对微弧电泳膜层性能进行了检测分析,并进一步探讨了不同的微弧氧化参数对后续电泳成膜的影响.结果表明,微弧电泳复合膜层的耐碱性及与基体间结合力均优于传统电泳膜层,且微弧氧化膜层的厚度影响后续电泳能否成膜,氧化层的致密性影响后续电泳膜层的光洁度.     

镁合金微弧氧化/空气喷涂复合膜层的耐盐雾腐蚀性能

为了进一步提高AZ31B镁合金的耐腐蚀性,在Na2SiO3电解液体系中,通过微弧氧化直流脉冲电源在其表面制备了微弧氧化膜,再在微弧氧化膜层上喷涂纳米陶瓷涂料层.利用盐雾腐蚀试验研究了微弧氧/涂料复合膜层的耐腐蚀性,采用SEM、XRD等研究了复合膜的组成和结构.结果表明:复合膜层表面均匀,其耐腐蚀性明显高于微弧氧化膜层,...     

石墨烯/硬脂酸超疏水复合膜层的防腐性能

用溶液共混法制备石墨烯/硬脂酸(G/SA)共混溶液,再将其滴涂在微弧氧化后的AZ91镁合金表面制备出超疏水复合膜。用扫描电子显微镜、接触角测量仪和傅立叶红外光谱仪等手段表征了复合膜层的表面形貌、润湿性能以及化学组成,并对微弧氧化膜层和复合膜层进行了阻抗谱和极化测试。结果表明:石墨烯/硬脂酸共混溶液滴涂后使多孔的超亲水微弧氧化膜层转变为具有微/纳米结构的超疏水复合膜层,静态接触角达到162°;复合膜层的腐蚀电流密度降低了4个数量级,电荷转移电阻增加了4个数量级,且能对镁合金提供有效的腐蚀保护。     

镁基微弧氧化陶瓷层表面导电改性的研究进展

简单介绍了镁合金微弧氧化新技术及其优缺点,主要综述了镁合金微弧氧化陶瓷层表面的金属导电改性与有机导电改性技术,详细介绍了有机导电涂料的研究现状、有机导电膜的制备方法及其在微弧氧化陶瓷层上的附着力,展望了表面导电改性/微弧氧化复合工艺在镁合金上的应用前景。     

镁合金微弧氧化-溶胶凝胶复合膜层的耐蚀性

用微弧氧化和溶胶凝胶法在AZ91D镁合金表面制备复合膜层,用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)和电化学测试等分析手段表征其成分、相结构和截面形貌,研究了复合膜层的耐蚀性.结果表明,溶胶凝胶膜有效地封闭了镁合金表面微弧氧化膜的微孔,形成结合力好且较为致密的复合膜层.复合膜层的组成主要有MgO、M...     

镁合金表面含ZrO2微弧氧化复合膜层的研究进展

镁合金耐蚀性差,极大限制了其在易腐蚀环境中的应用。微弧氧化能够在镁合金表面制备一层类陶瓷氧化膜,能有效提高其耐蚀性。受微弧氧化成膜机理的影响,膜层中往往存在大量孔洞和裂纹;并且通常氧化膜主要由MgO组成,在潮湿或酸性环境中会吸水或溶解,导致膜层的耐蚀性不理想。将具有优良化学稳定性和高硬度的ZrO₂引入镁合金微弧氧化膜中,获得主要由ZrO₂构成或含ZrO₂的氧化膜,同时减少膜层中缺陷,能够提高其对镁合金基体的保护效果。从镁合金微弧氧化电解液、电参数、两步微弧氧化工艺及与其他表面处理技术相结合的4个方面概述了含ZrO₂微弧氧化复合膜层的制备工艺、成膜机制及耐蚀性等方面研究的进展,同时分析了各自存在的问题及不足。未来有必要优化制备含ZrO₂微弧氧化膜的电解液的组成,以保证其稳定性和有效性,并明确使用过程中电解液各成分的消耗和补充规律。进一步研究两步微弧氧化工艺,获得对镁合金基体有更好保护作用的复合膜层。探索将微弧氧化与其他表面处理技术相结合,综合利用2种技术及膜层的优点。根据ZrO<...     

镁合金微弧氧化及后续涂装耐盐雾腐蚀的研究

对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理,并在其基础上进行不同的后续表面处理,通过中性盐雾试验分析比较了几组表面处理结合方法对镁合金耐腐蚀性能的影响.结果表明:微弧氧化陶瓷层与电泳漆膜相结合的防护体系耐腐蚀性能最好.这与微弧氧化膜改善了镁合金表面的显微结构从而与有机涂层有良好的吸附和嵌合作用的特点有关.采用微弧氧化及合理的后续处理工艺完全可以满足高耐腐蚀性的要求.     

纳米SiO2添加剂对镁合金微弧氧化陶瓷层组织结构及耐蚀性的影响

为了改善AZ31B镁合金微弧氧化陶瓷层表面疏松状况,提高其耐腐蚀性能,在其电解液中添加纳米SiO2粉末制备了微弧氧化陶瓷层.采用测厚仪、扫描电镜(SEM)、能谱仪、X射线衍射仪(XRD)、极化曲线、交流阻抗及盐雾腐蚀试验研究了纳米SiO2添加剂对微弧氧化陶瓷层的组织结构及耐腐蚀性能的影响.结果表明:纳米SiO2粉末在微弧氧化过程中能够进入陶瓷层,使得陶瓷层表面孔洞数量减少,致密度提高;纳米SiO2的添加使陶瓷层的腐蚀电流密度减小,阻抗增加,盐雾腐蚀增重减小,耐蚀性得到提高.     

稀土配合物对增强AZ31镁合金微弧氧化陶瓷层性能的作用

通过在处理液中添加Ce和Y稀土配合物,研究稀土配合物对镁合金微弧氧化陶瓷膜层性能的影响,从而进一步提高镁合金微弧氧化陶瓷层的综合性能。用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、测厚仪和摩擦磨损试验机等分析手段,研究稀土配合物对微弧氧化陶瓷层的表面形貌、成分、陶瓷层厚度及耐磨性能的影响;用电化学系统研究了稀土配合物对陶瓷层耐蚀性的影响。结果表明:处理液中加入稀土配合物,可以提高镁合金表面微弧氧化陶瓷层的致密均匀程度,降低孔隙率,提高表面光滑度,但使陶瓷层的厚度变薄;微弧氧化处理提高了AZ31镁合金表面的耐腐蚀性能,使其耐3.5%NaCl溶液腐蚀电流密度降低了1个数量级,在处理液中添加稀土配合物能进一步提高陶瓷层的耐蚀性能,腐蚀电流密度进一步降低2个数量级,同时微弧氧化陶瓷层摩擦系数降低,摩擦磨损性能得到改善。     

激光重熔改性铝合金微弧氧化膜层的组织与性能

为了改善微弧氧化(MAO)膜层多孔疏松的组织和性能, 对其进行了激光重熔处理, 并制备了两种实验膜层: (1)选择双向电流脉冲和Na₂SiO₃-KOH体系的工作液, 在6082铝合金基体上制备平均厚度为18 μm的MAO膜层; (2)采用Nd:YAG激光器对上述MAO膜层进行激光重熔(LSM)处理, 获得MAO+LSM膜层。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪、超显微硬度计和电化学分析仪分别检测上述两种膜层的微观形貌、相组成、表面硬度和耐蚀性能。结果表明: 激光重熔后的膜层由内往外分为致密层、中间层和重熔层, 组织致密、气孔率低的重熔层取代了MAO疏松层, MAO+LSM膜层中α-Al2O3相的比例得到提高, 硬度和耐蚀性能也进一步得到改善, 且保持了MAO膜层与基体的结合方式。     

超声辅助微弧氧化Ti-13Nb-13Zr合金制备仿生涂层及其断裂力学性能

为了提高微弧氧化钛合金制备的脆性仿生涂层的断裂力学性能,利用超声辅助微弧氧化复合工艺在Ti-13Nb-13Zr合金表面制备了钙磷生物涂层。通过压痕法测试分析了涂层断裂韧性,采用扫描电镜和X射线衍射仪测试了涂层表面形貌和相组成,并与微弧氧化制备的涂层性能进行了比较,分析了增韧原因。结果表明,引入超声后,微弧放电电压下降了40V,涂层致密层明显增厚;相同电源占空比条件下,超声工艺所制备涂层的断裂韧性相比无超声工艺都有所提高。部分锐钛矿相TiO_2转变为金红石相的相变增韧,超声空化效应引起的涂层致密化和增厚效果,以及微裂纹的均匀分布,是促使涂层断裂力学性能提高的主要原因。该复合工艺实现了微弧氧化钛合金生物涂层的增韧。     

钛合金表面硅酸盐和铝酸盐超声波辅助微弧氧化膜的性能

为了改善钛合金硅酸盐和铝酸盐工作液微弧氧化膜的性能,采用超声波辅助(UA)进行了微弧氧化。分别用硅酸盐和铝酸盐体系工作液在Ti-6Al-4V钛合金表面制备了Al-UA-MAO和Si-UA-MAO膜,研究了各氧化膜的性能。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及磨损、耐腐蚀试验机,对各氧化膜的物相、表面形貌、耐磨及耐腐蚀性能进行了测量和分析。结果表明:本复合工艺可降低微弧放电电压,尤其是硅酸盐体系降低程度更大;在硅酸盐体系工作液中,UA-MAO复合工艺能够更有效地增强氧化膜的密封性、致密性和光整度,其耐磨性较无超声波辅助工艺提高近50%。     

AZ91D镁合金有机复合涂层的腐蚀防护性能

AZ91D镁合金易腐蚀,单项处理防腐蚀效果不大。先分别对其作无铬转化和微弧氧化预处理,再阴极电泳底层,最后喷涂面漆,获得了无铬转化层/阴极电泳层/有机涂层和微弧氧化层/阴极电泳层/有机涂层。采用附着力及铅笔硬度测试、盐雾试验、电化学试验对2种有机复合涂层的形貌、多种性、防腐蚀效果及其机理进行了探讨。结果表明:2种有机复合涂层都能显著提高AZ91D镁合金的耐腐蚀性能,使其自腐蚀电位分别约提高130 mV和80 mV,腐蚀电流密度约降低40%和70%,极化电阻约提高4倍和7倍;2种涂层的附着力达到1级以上,铅笔硬度达到7 H以上;微弧氧化预处理后获得的有机复合涂层的腐蚀防护效果比无铬转化预处理的好。     

Mg-Li合金微弧氧化陶瓷膜的制备及其耐蚀性能

通过三种优化工艺体系在Mg-5%Li合金表面上生长陶瓷膜层,分析了膜层的厚度、显微结构、相组成和耐蚀性.结果表明,三种膜层都含有MgO相,微弧氧化试样的耐蚀性能都明最提高.使用Na3PO4体系制备的膜层含有MgF2,膜层最厚、表面有大量裂纹;使用Na2SiO3体系制备的膜层含有橄榄石型Mg2SiO4,耐点蚀性能最好;使用Na2SiO3-Na3PO4体系制备的膜层含有MgSiO3,致密性最好,膜层酎均匀腐蚀性能最好.     

TC4钛合金微弧氧化因素对生物陶瓷膜中Ca,P相对含量的影响

为了提高钛合金陶瓷膜的生物相容性,采用微弧氧化技术在TC4钛合金表面制备了一层富含Ca,P的生物活性陶瓷膜。采用SEM,EDS,XRD研究了电流密度、溶液中Ca,P摩尔比、添加剂EDTA.2Na浓度对膜层中Ca,P相对含量(原子分数)及Ca,P摩尔比的影响及微弧氧化生物陶瓷膜层的形貌及组成。结果表明:随着电流密度的增大,膜层中的Ca,P相对含量增加,Ca,P摩尔比也逐渐增加;增大溶液中Ca,P摩尔比,膜层中Ca相对含量有所增加,Ca,P摩尔比也逐渐增加;当加入添加剂EDTA.2Na时,膜层中的Ca相对含量显著增加,从而使膜层中Ca,P摩尔比显著增加;氧化膜由致密的内膜层和多孔的外膜层构成,主要由Ca,P,O,Ti,V元素组成,其相成分主要为金红石和板钛矿型TiO2,并含有一定量的非晶相Ca,P化合物。     

TC11微弧氧化膜制备及其结构性能研究

在Na2SiO3-Na2WO4-NaOH混合电解液中,利用微孤氧化(MAO)技术在TC11合金表面制备了氧化膜.用扫描电镜(SEM),X射线能谱仪(EDS),X射线衍射仪(XRD)对氧化膜微观结构、化学成分、厚度以及相组成进行了分析,采用HVS-1000维氏显微硬度计、MFT-4000划痕试验机、电化学测量系统完成氧化...     

纯钛表面微弧氧化膜纳米压入法研究

微弧氧化是一项较新的等离子体化学-电化学成膜技术，硬度和弹性模量是膜的基本微区力学性能。采用交流微弧氧化方法的铝酸盐溶液中在TA2纯钛表面制备出较厚的氧化膜，利用纳米压入法测定了膜的硬度和弹性膜量，并探讨了微弧放电对氧化膜相组成和性能的影响。研究结果表明：膜的显微硬度和弹性模量分布有相似的变化规律，从膜表层到膜内部，硬度和弹性模量逐渐增加，并在内层膜达到最大值，分别为9.78GPa和176GPa，比钛基体高的多；膜不同浓度处TiO2金红石和TiAl2O5相的相对含量变化决定了硬度和弹性模量的分布。     

SiCP/AZ31镁基复合材料微弧氧化膜结构与性能分析

采用微弧氧化表面处理技术在SiC颗粒增强AZ31镁基复合材料表面制备保护性陶瓷膜.分析了陶瓷膜的表面形貌、截面组织和相组成,并测量了膜层的硬度、热震和电化学腐蚀特性.结果表明,陶瓷膜由MgO、Mg₂SiO₄和少量同电解液组成元素相关的相所组成,膜内还残留少量SiC_P增强体.膜层的最高硬度可达到HV800,比复合材料基体提高五倍以上.经过100次热循环(500℃→水淬)后膜层与复合材料结合良好,显示该膜层有较好的抗热震性能.微弧氧化处理后,SiC_P/AZ31镁基复合材料的抗腐蚀能力得到较大提高.     

电解液中Na_2WO_4对Ti_2AlNb微弧氧化膜结构及摩擦磨损性能的影响

选取硅酸盐/磷酸盐体系在Ti_2AlNb表面制备微弧氧化陶瓷膜,利用SEM,XRD,XPS等研究了电解液中Na_2WO_4对氧化膜生长过程、微观结构及成分的影响,同时评价了Ti_2AlNb微弧氧化膜的摩擦磨损行为。结果表明:硅酸盐/磷酸盐电解液中,氧化膜生长速率仅为0.08μm/min,膜层较疏松,表面存在大孔相连的"网状"结构,主要相组成为金红石TiO_2、锐钛矿TiO_2、Al_2O_3及Nb_2O_5。电解液中加入Na_2WO_4,缩短了Ti_2AlNb合金的起弧时间、提高了氧化膜的生长速率、改善了膜层均匀性,同时在膜层中引入了少量WO_3。此外,在Na_2WO_4参与下制备的微弧氧化膜的耐磨性更好。与Si_3N_4对磨时,Ti_2AlNb合金发生严重的磨粒磨损,摩擦因数高达0.5~0.7;含4g/L Na_2WO_4电解液中制备的Ti_2AlNb微弧氧化膜的摩擦因数、比磨损率分别为0.24及6.2×10~(-4) mm~3/(N·m),表面仅出现"鱼鳞状"疲劳磨损特征。