2A12铝合金表面微弧氧化与性能研究

采用微弧氧化技术在2A12铝合金表面制备了二氧化锆陶瓷层,研究了电解液中锆盐浓度对微弧氧化膜层厚度、粗糙度、形貌和耐盐雾腐蚀性能,并对微弧氧化膜层的物相组成进行了分析。结果表明,经过微弧氧化处理后,膜层主要由AlMg_2O_4、ZrO_2、Zr_2O和Al_2O_3相组成;随着锆盐浓度的增加,微弧氧化膜层的厚度和粗糙度逐渐增加,膜层表观从优转变为一般;锆盐浓度为18 g/L的微弧氧化膜层的微孔区域的腐蚀产物相对更少,微弧氧化膜层的耐腐蚀性能相对较好。盐雾腐蚀优先在微弧氧化膜层的疏松层开始,对致密层的影响不大。     

2A12铝合金表面聚苯胺/阳极氧化膜复合层电化学性能研究

采用电化学共沉积技术在2Al2铝合金表面制备聚苯胺／阳极氧化膜复合层。利用傅立叶红外光谱技术（FTIR）对制备的膜层进行分析;利用极化曲线,交流阻抗技术对制备的膜层在3．5％NaCl溶液中的电化学行为进行研究。FTIR分析结果表明,制备的膜层有聚苯胺生成。Tafel曲线研究表明,制备的膜层可以明显提高2Al2铝合金的自腐蚀电位,显著减小自腐蚀电流。交流阻抗研究表明,聚苯胺主要沉积在阳极氧化膜层多孔层的微孔内,聚苯胺对复合膜层的阻挡层有很好的修复作用,通过聚苯胺的修复可以明显减少复合膜层阻挡层缺陷,增加阻挡层电阻。     

纳米二氧化硅对铝合金表面环氧涂层耐蚀性能的影响

通过往环氧树脂涂层中添加纳米二氧化硅制备了二氧化硅/环氧树脂涂层,采用Machu测试和电化学阻抗谱分析了二氧化硅/环氧树脂涂层的耐蚀性能,并对电化学阻抗谱数据进行分析得到涂层的孔隙率。结果表明:未添加二氧化硅环氧树脂涂层的耐蚀性最差,添加10%二氧化硅环氧树脂涂层的耐蚀性最优;二氧化硅在环氧树脂涂层中起到阻挡屏蔽作用,但添加的二氧化硅过多时,容易发生团聚现象,导致涂层的耐蚀性下降;涂层的孔隙率越大,意味着涂层中的微孔数量越多,微孔面积越大,导致腐蚀介质的传输通道越多,涂层的耐蚀性越差。     

钢铁表面有机涂层的耐蚀与摩擦性能的研究进展

钢铁材料由于其优异的力学性能广泛应用于各个领域,然而钢铁的腐蚀失效一直是人们困扰的问题。有机涂层因其优异的结合力、简单的制备工艺和出色的长期防腐性能常用于钢铁表面的腐蚀防护。有机涂层中材料种类、填料取向、改性方法等对涂层腐蚀性能和摩擦性能都有一定的影响。综述了近年来钢铁表面有机涂层耐蚀与摩擦性能的研究进展。首先从物理阻隔、牺牲阳极的阴极保护、自修复技术和超疏水技术4种提高有机涂层耐蚀性的方法入手,阐述了各种方法的基本原理,探讨了4种方法所制备的用于钢铁表面防护的有机涂层的防腐性能,并对目前各种方法所制备的有机涂层存在的问题以及改善措施进行了分析。接着主要从掺杂填料的角度,探究了不同填料对钢铁表面有机涂层摩擦性能的影响,提出了润滑相/增强相协同作用、软硬协同作用和自润滑微胶囊3种提高有机涂层摩擦性能的策略。最后总结了目前钢铁表面有机涂层面临的一些挑战,并对钢铁表面有机涂层的发展方向进行了展望。     

TiO2涂层耐蚀性能研究

用溶胶－凝胶法在碳钢表面制备TiO2涂层。用正交设计法对水解反应温度、涂覆次数、热处理温度和时间等4因素进行了优化，并考察了上述4 因素对涂层在10％H2SO4介质中的耐蚀性能的影响。     

钢铁表面超疏水复合涂层的制备及其耐蚀性能研究

目的 在钢铁表面制备超疏水复合涂层,提高其耐蚀性能。方法 利用两步法,将45#钢片放在简单的镀锌溶液中（40 g/L ZnCl2,200 g/L KCl,20 g/L HBO3）进行直流电沉积,调节电沉积时间和电流密度,在钢片表面获得具有一定结构差异的镀锌层,然后使用0.05 mol/L的硬脂酸改性得到复合涂层。测试该涂层与水的接触角,使用SEM、XRD和FT-IR等技术对它们的形貌和化学组成进行表征和分析,通过测试极化曲线评价涂层的耐蚀性能。结果 随电沉积时间的延长和电流密度的增大,45#钢表面水的接触角先升高后降低。当电流密度为6 A/dm2,电沉积时间为20 min时,在钢片表面成功获得团簇颗粒状的微纳结构镀锌层,平均颗粒大小<20 μm,镀层厚度为40~50 μm。改性之后得到具有超疏水性能的复合涂层,水的接触角达155.4?,复合涂层的自腐蚀电流密度降低了一个数量级。结论 通过调节电沉积时间和电流密度可以在简单的镀锌溶液中制备得到具有微纳粗糙结构的锌镀层,经改性后获得具有超疏水性能的复合涂层。该复合涂层兼具牺牲阳极和超疏水性能,耐蚀性得到有效提高,可保护钢铁基体。     

汽车发动机用2A12合金的表面改性与耐蚀性能研究

对汽车发动机用2A12合金在不同浓度的锆盐溶液中进行了表面微弧氧化改性处理,研究了微弧氧化膜层的耐盐雾腐蚀性能、表面膜层显微组织。结果表明:微弧氧化膜层中主要含有AlMg_2O_4、Zr O_2、Zr_2O和Al_2O_3相;随着锆盐浓度增加,膜层的厚度和粗糙度逐渐增加;膜层的盐雾腐蚀速率与锆盐溶液浓度密切相关,盐雾腐蚀速率从低至高的锆盐溶液浓度依次为:10、5、0、15和20 g/L。     

铝合金表面激光熔覆NiCrAl/TiC复合涂层的磨损行为和耐蚀性能

为提高铝合金的摩擦磨损和耐蚀性能,在A390铝合金基体上通过激光熔覆制备NiCrAl/TiC复合涂层。采用XRD和EDS分析了涂层的物相组成,结合SEM观察了涂层的微观组织,运用摩擦磨损试验机和电化学工作站测试了涂层的摩擦磨损和耐腐蚀性能。结果表明:复合涂层主要物相为AlNi、Al、TiC同时含有少量的Cr、Cu和αAl)。涂层自下至上分别为短棒状树枝晶、胞状晶、柱状树枝晶和等轴晶。相同磨损条件下,A390基体发生了严重的磨粒磨损和剥层磨损,而激光熔覆涂层只产生了轻微的磨粒磨损,熔覆层的相对耐磨性为3.16。在3.5%NaCl溶液中的极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)显示:熔覆层自腐蚀电位较A390基体的正移,腐蚀电流密度减小;熔覆层呈单容抗特性,而A390基体在高频区表现为容抗特性,在中低频区则为感抗特性。在Bote图中,低频区熔覆层对应的相位角和中低频段熔覆层的阻抗模值均大于A390基体的,表明熔覆层的耐蚀性远高于A390基体的。熔覆层的腐蚀形貌为局部点蚀,A390基体的腐蚀形貌为晶间腐蚀和剥蚀。     

铝合金PEO涂层表面原位制备Mg-Al LDH膜及其耐蚀性能研究

目的优化Mg-Al LDH/MAO涂层的制备工艺,提高铝合金的耐蚀性。方法将微弧氧化样置于不同pH溶液中,在不同反应时间和反应温度下,采用原位生长法在2024铝合金表面制备层间含NO3^–的MgAl-LDHs/MAO复合涂层。借用SEM、EDS、XRD研究LDH/MAO的微观组织结构,并利用电化学法表征MgAl-LDH/MAO复合涂层试样的腐蚀行为,揭示复合涂层的耐蚀机理以及最优异的工艺条件。结果pH值为6和7的溶液制备出的涂层,生成了少量的LDHs,多数集中在孔洞附近,且生长不完全。相比之下,pH值为9的溶液制备出的涂层生成的片状水滑石更多,且较均匀,腐蚀电流较低,腐蚀电位较高。反应时间为12 h时,生成的水滑石较少,只有部分孔洞处会看到一些;反应时间为24 h和48 h制得的合金形貌相差不大,水滑石皆明显多于12 h的样品,且更加均匀。反应温度为180℃和220℃的合金形成的LDHs较多、较均匀,且生长较好,呈现很明显的片状结构。结论弱碱的制备环境、反应温度的升高和反应时间的延长,促进了水滑石的生成,所得Mg-Al LDH/MAO复合涂层有效地改善了2024铝合金的耐蚀性。     

铝合金表面润滑耐蚀复合镀层的制备及性能分析

针对铝合金表面易磨损、易腐蚀的问题,开展铝合金阳极氧化和磁控溅射二硫化钼复合镀技术研究,制备润滑耐蚀复合镀层。通过表面形貌分析、摩擦磨损试验、电化学测试和磨痕分析,分别评价复合镀层的湿热存储前后的润滑性能、耐蚀性能和润滑机理。结果表明,当氧化膜厚度为15μm,溅射二硫化钼膜为2μm时,复合膜在载荷分别为1、5、10和20 N的往复运动模式下,湿热存储2 160 h前后的摩擦因数均小于0.1,摩擦寿命大于20 000次;采用EDS对磨痕的形貌和成分分析,表明复合膜层表面与9Cr18对偶件对磨时形成了转移膜,磨损机制为粘着磨损;采用动电位极化曲线分析,表明复合膜层主要通过提高铝合金表面的腐蚀电位来提高铝合金表面的耐蚀性。研究证明制备的复合镀层有效地提高了铝合金表面的润滑耐蚀性能,在航空航天领域有较好的应用前景。     

不锈钢表面耐蚀涂层研究

本文利用离子镇技术在1Cr18Ni9Ti表面镀覆Ti、TiN、Zr、ZrN、ZrN+TiZ等膜层,并对涂层进行化学钝化和高温扩散等后续处理,然后分别在不同浓度的HCl、H_2SO_4溶液中作了腐蚀速率、腐蚀电流的测定,在扫描电镜下观察了涂层腐蚀后的表面形貌,对Ti系,Zr系涂层的耐蚀性及失效形式进行了分析。     

2A12铝合金表面无色导电氧化

通过在重铬酸盐溶液中添加KF、H3BO3及混合稀土添加剂等成分，得到了适合于2Al2铝合金表面无色导电氧化的化学氧化工艺。采用点滴法、中性盐雾试验和电化学测量方法评价了转化膜的耐蚀性，研究表明：Na2Cr2O7和KF含量、溶液pH值、温度、处理时间等对转化膜的外观、耐蚀性影响明显，混合稀土添加剂的影响尤为显著。在最佳工艺条件下所得转化膜可通过120h的中性盐雾试验，其表面电阻为40μΩ。通过化学氧化过程的电位-时间曲线分析，清楚了化学转化膜的形成过程。     

烧结钕铁硼磁体表面CeO2/硅烷复合涂层的制备及其耐蚀性能

采用浸涂方式在烧结钕铁硼磁体表面制备CeO2/硅烷复合涂层,研究了硅烷水溶液中纳米CeO2颗粒掺杂量对复合涂层性能的影响,通过扫描电镜、能谱分析仪、动电位极化曲线及中性盐雾试验对所制备的CeO2/硅烷复合涂层的形貌、元素分布以及耐腐蚀性能进行分析。结果表明:纳米CeO2颗粒的添加增强了涂层的硬度,提高了硅烷涂层的屏蔽性能,延长了腐蚀溶液渗入硅烷涂层的腐蚀通道,复合涂层耐中性盐雾试验能力可达24 h。但由于纳米颗粒只是机械的镶嵌到复合涂层中,不会改变硅烷涂层在固化过程中醇基之间脱水缩合反应的本质,在NaCl溶液中,复合涂层依然会形成高低不同的交联密度区,CeO2/硅烷复合涂层失效的主要原因依然是在交联密度低的区域首先水解溶解导致的。     

2A12硬质铝合金表面纳米化机理研究

对2A12硬质铝合金表面进行超音速微粒轰击处理,在材料表层获得纳米晶组织。利用X射线衍射、光学电镜、透射电镜和显微硬度测试技术对试样的微观结构和性能进行测试分析,并对表面纳米化的形成机理及其性能作了初步探讨。结果表明:在强度0.15A、压强0.3MPa和时间60min条件下对2A12铝合金进行超音速微粒轰击为优化工艺,最小平均晶粒尺寸为56nm,随处理时间的延长,晶粒尺寸缓慢减小并逐渐趋于稳定;随距表面距离的增加,晶粒逐渐由随机取向的等轴状纳米晶变成具有择优取向的不规则形状的亚微米晶,晶粒细化程度逐渐变得不均匀。     

镁合金表面电弧喷涂金属耐蚀涂层性能研究

采用电弧喷涂方法,在AZ91D镁合金表面制备了NiCrAl、Al金属耐蚀涂层.利用扫描电镜分析、熟震实验、盐水浸泡实验、极化曲线等手段研究了涂层的结合强度和耐蚀性能.结果表明:金属涂层与基体结合紧密,孔隙率为9.68%,在350℃反复热震30次涂层表面未出现裂纹、翘起、脱落现象;NiCrAl、Al金属涂层在3.65%NaCl+5%H2SO4水溶液腐蚀介质中均表现出良好的钝化现象,其钝化区间分别为-0.3 V～0.6 V和0.2 V～0.7 V,Al涂层的工作电流为0.38 A,而NiCrAl涂层的工作电流仅为0.043 A.     

纳米ZrO_2对环保型锌铝合金涂层耐蚀性能的影响

采用锌铝合金粉制备水性锌铝涂层,通过向涂层中添加纳米ZrO_2,制备出纳米复合锌铝涂层。通过电化学测试、中性盐雾试验、扫描电镜观察、能谱分析和X射线衍射分析,研究纳米ZrO_2对锌铝涂层耐蚀性能的影响。结果表明:纳米ZrO_2能增大锌铝粉活化溶解电阻,延缓锌铝合金粉的消耗,提高涂层阴极的保护周期。当纳米ZrO_2的添加量为5%(质量分数)时,涂层的耐蚀性最佳,腐蚀电流密度降低至2.156×10-6 A/cm2。纳米ZrO_2的添加填补了锌铝粉之间的孔隙,使涂层组织均匀致密,增强了涂层阻挡离子渗透能力,阻止涂层表面孔蚀的发生及内部微裂纹的产生,延长涂层的防护时间。     

建筑45钢结构表面涂层与耐蚀性能研究

基于建筑钢结构耐腐蚀性能较差的问题,在45钢结构基材表面制备了3种不同Zn和Al粉配比的涂层,研究了3种涂层和钢结构的开路电位、极化曲线和腐蚀形貌,并分析了涂层的腐蚀机理。结果表明,当Zn与Al粉比例为5∶1、7∶1和9∶1时,涂层物相均为Fe、Zn、Al和ZnO,Zn O是由于涂层在涂覆和热处理过程中发生了氧化;3种不同Zn∶Al比的涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀速率均低于钢结构基材,且随Zn粉含量的增加,涂层的腐蚀速率降低幅度更大,更有利于抑制钢结构基材的腐蚀;钢结构表面涂层的腐蚀失效从局部孔蚀转变为腐蚀产物表面局部裂纹,再演变为涂层表面龟裂和剥落。     

304不锈钢表面TiN涂层的耐蚀性能

目的 提高304不锈钢的耐腐蚀性能.方法 采用磁控溅射技术在304不锈钢表面沉积TiN涂层,并采用SEM、XRD及GDOES对涂层的表面形貌、成分进行测试.通过极化曲线和电化学噪声技术评价TiN涂层和基体在pH=2.5的3.5%(质量分数)NaCl溶液中的腐蚀行为,并研究涂层的失效机制.结果 在304不锈钢表面沉积了厚约1μm且均匀、致密的TiN涂层.极化曲线分析表明,基体和TiN涂层试样出现了自钝化和点蚀现象,其中304不锈钢基体的腐蚀电位为-0.41 V,腐蚀电流密度为8.01×10-6 A/cm2,与之相比,TiN涂层的腐蚀电位(-0.28V)明显增大,腐蚀电流密度(6.34×10-8 A/cm2)显著降低.电化学噪声分析显示,在浸泡初期,TiN涂层电极电流暂态峰数量较少,强度较大,噪声电阻较低,而随着浸泡时间的延长,其电流暂态峰数量增加,强度降低,噪声电阻明显大于304不锈钢基体.腐蚀形貌观察表明,304不锈钢和TiN涂层表面均出现了点蚀.结论 TiN涂层能够明显改善基体的耐蚀性能.TiN涂层主要起物理阻碍作用,涂层的主要失效形式是涂层表面的微观缺陷和破裂.     

铝合金表面磁控溅射Al-Al_2O_3复合涂层的结构及耐腐蚀性能

用Al和Al_2O_3双靶磁控共溅射工艺在抛光铝合金衬底上制备了Al-Al_2O_3复合涂层,同时制备纯Al涂层作对比。利用X射线衍射仪和场发射扫描电镜研究了Al-Al_2O_3复合涂层的微观结构和形貌,通过划痕实验和电化学腐蚀实验对复合涂层的膜基结合力和耐腐蚀性能进行了测试。结果表明,Al-Al_2O_3复合涂层呈较强的Al(111)择优取向,Al_2O_3相以非晶形式存在。直流功率PDC恒定时,射频功率PRF增大,复合涂层中Al相晶粒更加细化,涂层的平整度和致密度明显提高。Al-Al_2O_3复合涂层与铝合金衬底的结合力良好,可达到43 N。相比纯Al涂层,Al-Al_2O_3复合涂层具有优异的耐腐蚀性,其中PRF=150 W的复合涂层的耐腐蚀性能最佳,腐蚀电流密度为0.0016 m A/cm~2,该值相比纯Al涂层降低了一个量级。     

电弧喷涂锌铝复合涂层耐蚀性能研究

通过对锌铝涂层＋封闭层所组成的复合涂层体系在3．5％NaCl进行浸泡实验,改变封闭层醇酸树脂的粘度确定对复合涂层增重量的影响。经过理论分析,从而说明封闭层粘度变化对复合涂层腐蚀机理的影响。