电流密度对镁合金微弧氧化膜结构和性能的影响

电流密度是影响微弧氧化膜层结构和性能的主要因素之一.采用测厚仪、扫描电镜(SEM)、电化学测试等手段研究了AM60B镁合金在不同电流密度下硅酸盐溶液中微弧氧化膜层的结构和耐蚀性能.结果表明,随电流密度的增大,氧化膜厚度呈线性增加;氧化膜的表面微孔数目减少,微裂纹扩展程度增大.电化学腐蚀测试结果显示,电流密度9.0 A/dm2下生成的氧化膜耐蚀性最好,主要与膜层较致密的微观结构有关.     

脉冲宽度对镁合金微弧氧化的影响

为了研究双极性脉冲微弧氧化电源脉冲宽度对镁合金微弧氧化的影响,在恒流、一定频率,占空比10%～30%对应的脉冲宽度140～430us条件下对镁合金微弧氧化进行了研究.结果发现:随着脉冲宽度的增加,起弧电压逐渐降低,膜层的成膜速率随着脉冲宽度的增加先增大,到一定值后开始减小;随着脉冲宽度的增加,膜层表面的孔洞数量减少,但孔洞尺寸增加.因此,镁合金微弧氧化过程中脉冲宽度要控制在200～300us范围内.     

镁合金表面微弧氧化陶瓷涂层的制备及耐蚀性能

利用微弧氧化法,在微弧氧化反应电解质中加入氟钛酸钾和GR/TiO_2粉末,在镁合金表面制备了MAO-GR/TiO_2涂层。采用SEM和FT-IR分别对GR/TiO_2粉末的表面形貌和结构进行了研究,用SEM、XRD和元素线扫描对MAO-GR/TiO_2涂层的表面形貌、相结构和元素分布进行了研究,用三电极技术对MAO-GR/TiO_2涂层的耐腐蚀性能进行了研究。结果表明,通过溶胶-凝胶法可将纳米TiO_2接枝到GO表面,生成GR/TiO_2粉末;MAO-GR/TiO_2涂层主要由Mg_2TiO_4相、Mg_3(PO4)_2相、Mg和MgO相组成;以界面为分界线,涂层一侧Ti、P和O元素高于基体一侧,基体一侧Mg元素高于涂层一侧;MAO-GR/TiO_2涂层的腐蚀电位为-0.723 V,腐蚀电流密度为8.96×10~(-8) A/cm~2,相比镁合金基体和MAO涂层,腐蚀电位提高了48.3%和36.7%,表明MAO-GR/TiO_2涂层可以显著提高镁合金基体的耐蚀性能。     

镁合金微弧氧化膜水热处理后的耐蚀性能

目前,对以微弧氧化与水热复合处理镁合金提高其耐蚀性能的研究不多。采用该复合处理技术在AZ31B镁合金上制备了含有钙、磷的复合陶瓷膜层;利用XRD、SEM和EDS表征了陶瓷膜层的组成、微观形貌及元素分布特点;利用Tafel技术评价了陶瓷膜层在模拟体液中的耐蚀性能。结果表明:微弧氧化陶瓷膜层具有多孔结构,晶相物质为氧化镁;水热处理后膜层厚度变化不大,但粗糙度增大,并在表面生成了含有钙、磷的沉积物;水热处理使陶瓷膜层的耐蚀性进一步提高,在水热温度为100℃时,膜层耐蚀性最佳。     

镁合金微弧氧化膜结构及耐蚀性的初步研究

空气中由于AZ91D镁合金耐腐蚀性差,影响实际应用.为了弄清腐蚀原因,增加应用效果,作者利用扫描电镜和X射线衍射分析了AZ91D镁合金表面微弧氧化膜的形貌、结构和相组成,并对氧化膜的耐蚀性作了初步试验分析.研究表明,AZ91D微弧氧化膜呈3层结构,外层氧化膜存在一些孔洞;中间层氧化膜疏松、具有较大厚度;内层氧化膜与基体金属结合紧密.氧化膜主要由MgO,MgSiO3,MgAl2O4,Mg3(PO4)2组成.经1周3%NaCl溶液浸泡试验,结果表明微弧氧化膜可以较大程度地提高AZ91D镁合金的耐蚀性,但氧化膜表面富含Si,P的颗粒是易发生腐蚀的电化学活性点,导致氧化膜发生局部腐蚀.     

镁合金蓝色微弧氧化膜的制备及其耐蚀性能

过去,将微孤氧化着色用于材料装饰的研究较少。采用微孤氧化技术在ZM5镁合金表面制备了蓝色的微弧氧化层,研究了主盐Na2SiO3、着色剂CoSO4浓度和氧化时间对蓝色膜层的影响。结果表明：在70g／LNa2SiO3,2g／LCoSO4,电压440V,氧化时间20min条件下,能够获得膜层厚度为82μm的致密蓝色微弧氧化膜...     

电压对镁合金微弧氧化膜组织及耐蚀性的影响

由于镁合金耐蚀性差,其应用受到了限制.采用 SEM-EDS,XRD等表面分析技术研究了不同电压对MB5镁合金微弧氧化膜表面形貌、相结构与成分的影响,并用电化学测试方法考察了氧化膜层的耐腐蚀性能.结果表明:处理电压对微弧氧化膜层的微观组织结构、成分有显著影响,而微弧氧化膜层的微观组织结构与成分又直接影响其耐蚀性.在120～200 V下进行微弧氧化,160 V时试样耐蚀性最好.镁合金微弧氧化膜由α-MgF2,MgO,Mg2SiO4和MgAl2O4等含硅或铝的尖晶石型氧化物组成,随着氧化处理电压的增加,MgO的含量明显增加.微弧氧化时出现氧化膜微区熔化,溶液离子与基体合金都参与了微弧区物理化学反应.     

电压加载方式对镁合金微弧氧化过程及膜层性能的影响

电压加载方式会影响微弧氧化过程及膜层性能。利用自制的具有多种输出脉冲形式的电源,在不同的电压增量下加载对AZ91D镁合金微弧氧化,研究了加载方式对微弧氧化过程及膜层性能的影响。结果表明:随着电压增量的增加,成膜速率增大,膜层粗糙度变大,表面的孔径增大、孔隙率增加;膜层的最终厚度主要取决于终止电压,而终止电压相同时,电压增量越大,平均耗能越小;微弧氧化的不同阶段应采用不同的电压增量,开始阶段将其恒定为10 V/min,当电压达到350 V后改增量为5 V/min直至终止电压,这种加载方式制膜时的成膜效率、能耗及膜层耐蚀性、表面性能等综合结果较好。     

植酸对镁合金微弧氧化膜性能影响

在18g／L的碱性硅酸钠溶液中，加入7．5gm的环保无毒植酸，研究它对镁合金氧化膜表面形貌、成分、颜色、厚度以及耐蚀性影响。加入植酸后，氧化膜孔的直径范围由1～5μm增加到1～8μm，但氧化膜表面单位面积孔的个数由0.05个／μm^2减少到0．02个／μm^2。植酸参与氧化膜的形成过程，并使氧化膜颜色随着植酸加入量的增加逐渐加深。植酸使氧化膜的厚度由11gm增加到16μm。浸泡实验表明，植酸可进一步提高氧化膜耐蚀性，产生第一个腐蚀点时间由24h延长到50h。     

添加剂对镁合金微弧氧化膜性能的影响

在偏铝酸盐一六偏磷酸盐体系中对镁合金进行微弧氧化处理,研究了金属盐缓蚀剂钨酸盐、多元醇或酸等添加剂对氧化膜性能的影响.通过正交实验优化和对微弧氧化膜结构,成分及性能的测试评价,得到了性能较好的微弧氧化电解液配方.SEM检测发现,复合添加剂(NaaEDTAlg/L,CH3(CH2)11SO3Na0.5g/L)通过抑制破坏性的微弧,能促进成膜、降低起弧电压,得到结构更加均匀和完整的陶瓷涂层;XRD检测表明,膜层的主要成分是MgO、Mg3(PO4)2,MgAl2O4和AlPO4等化合物;中性盐水腐蚀测试表明,陶瓷膜在48 h内具有较平缓的腐蚀速度;EIS和动电位极化曲线表明,在电解液中加入复合添加剂使镁合金试样微弧氧化膜的耐腐蚀性能得到了很大的提高.     

电参数对纯铝微弧氧化膜结构及性能的影响

在Na2SiO3电解液体系下用微弧氧化法制得铝氧化膜，利用X射线衍射、扫描电镜、TR110袖珍粗糙度仪、覆层测厚仪、显微硬度仪及点滴腐蚀试验等手段研究了电流密度、脉冲占空比及频率对纯铝微弧氧化膜结构及性能的影响。结果表明：随电流密度的增大，α-Al2O3和γ-Al2O3相的含量增加，陶瓷膜的硬度及粗糙度也增加，厚度和耐蚀性先增大后减小；随占空比的增大，陶瓷膜的厚度、硬度及粗糙度均增加，当占空比小于30％时，腐蚀时间随占空比的增大而延长，占空比大于30％时腐蚀时间略有缩短，占空比为30％时膜层的耐蚀性达到最佳；频率对陶瓷膜的粗糙度和硬度影响较小，5000Hz频率段下膜层的厚度最厚，耐蚀性达到最佳。     

微弧氧化对镁合金摩擦及胶接性能的影响

为解决镁合金表面耐摩擦和胶接性能较差的问题,采用微弧氧化法在MB15镁合金原位生长微弧氧化膜层.利用X射线衍射、扫描电镜、摩擦磨损试验机和万能拉伸实验机对膜层的结构组成、表面形貌、摩擦性能和胶接性能进行了研究.结果表明：MB15镁合金表面微弧氧化后可以形成均匀多孔的陶瓷涂层,膜层由MgO和MgAl2O4组成,经微弧氧化...     

直流和直流脉冲电源对镁合金微弧氧化膜层性能的影响

采用直流和直流脉冲电源对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理,得到具有相同厚度的氧化膜,通过显微硬度测定、扫描电镜观察和极化曲线测试等手段研究了不同电源对微弧氧化膜层性能的影响.结果表明:直流电源下膜层的生长速率大于脉冲直流电源下的;用不同电源处理得到的氧化膜,硬度基本相同;脉冲直流电源下氧化膜的表面形貌、耐蚀性好于直流电源下的,高频下氧化膜的表面形貌、耐蚀性优于低频下的氧化膜.     

镁合金摩托车轮毂微弧氧化的成膜机理及膜层的耐蚀性能

为了获得较高质量的微弧氧化膜层,采用脉冲微弧氧化技术在碱性硅酸盐溶液体系中对AM60B镁合金摩托车轮毂进行微弧氧化,利用SEM、XRD、金相显微镜和盐水喷雾等方法研究了氧化成膜的过程和所得陶瓷层的耐蚀性能,分析了陶瓷层的厚度、致密层和疏松层等之间的关系以及膜层的成膜机理,获得最优微弧氧化电解液成分及工艺参数：9g／L硅...     

负脉冲对铝合金微弧氧化膜耐蚀性影响的研究

利用自行研制的100kW微弧氧化设备对LY12铝合金进行微弧氧化表面处理.采用IM6e电化学工作站测试了负脉冲个数分别为0,2,4,8时,微弧氧化LY12铝合金在5%NaCl溶液中的极化曲线,并对极化曲线的塔费尔斜率分析.研究表明,微弧氧化30 min后,陶瓷层厚度由不加负脉冲时的56μm减小到施加8个负脉冲时的31μm.随负脉冲个数增多,陶瓷层的生长时间变短,溶解时间变长,陶瓷层厚度减薄.加载负脉冲可使LY12铝合金微弧氧化陶瓷层的腐蚀电流降为原来的1/10,耐蚀性大幅度增加.负脉冲为4个时制备陶瓷层的腐蚀电流最小,仅为10.3μA,腐蚀速度最低,耐蚀性最好.     

AZ91D镁合金恒功率微弧氧化膜的结构及耐蚀性能

目前,对镁合金表面恒功率微弧氧化的研究尚不够深入。在Na2Si O3-Na OH体系中,通过恒功率控制微弧氧化,在AZ91D镁合金表面获得了微弧氧化膜。分别利用SEM,EDS,XRD,硫酸铜点滴及Na Cl浸泡腐蚀等方法分析了微弧氧化膜的形貌、成分、结构及耐蚀性能。结果表明:恒功率制备的微弧氧化膜由Mg,O,Si,Al元素组成,其物相主要由Mg,Mg O,Mg2Si O4组成;在1~3 k W功率内,随着功率的增加,膜层表面微孔数量减少,孔径增大,在含Cl-溶液中的耐腐蚀性能变差;与恒压控制相比,恒功率控制使得镁合金微弧氧化初期在大电流下起弧,而后期是在高电压环境下进行,导致所形成的微弧氧化膜具有较少的微孔,但具有较大的孔径和较快的生长速度。     

稀土元素对镁合金微弧氧化的影响

分别在磷酸盐和硅酸盐两种体系中研究了不同稀土元素对镁合金微弧氧化的影响.结果表明,提高钕盐浓度可以改善氧化膜的外观、厚度和耐蚀性能.镁合金浸泡在稀土盐溶液中表面能形成稀土转化膜.用稀土转化膜取代镁合金表面的自然氧化膜进行微孤氧化处理,获得的陶瓷层分布更加均匀,表面更为光滑致密.用5%NaCl溶液浸泡48 h的对比腐蚀试验表明,用稀土盐溶液浸泡预处理过的试样耐蚀性显著加强.     

氢氧化钾对镁合金微弧氧化的影响

过去,对碱金属氢氧化物影响硅酸盐溶液体系的研究不多.在KOH溶液和Na-2SiO-3-KOH溶液中进行了镁合金微弧氧化试验,研究了KOH对镁合金微弧氧化过程的影响.结果表明,电解液仅为KOH时,镁合金表面不发生成膜反应,而是发生电化学溶解;在Na-2SiO-3-KOH溶液中,KOH对微弧氧化成膜反应并无贡献,它的加入可以有效地增加溶液的电导率,降低击穿电压,从而影响微弧氧化膜的生长速率.     

正脉冲占空比对ZK60镁合金微弧氧化陶瓷膜的影响

占空比是影响微弧氧化过程和微弧氧化膜结构与性能的重要因素之一。研究了恒定的电流密度、频率、微弧氧化时间下,正占空比对ZK60镁合金微弧氧化电压和氧化膜结构与耐腐蚀性能的影响。结果表明:正占空比对ZK60镁合金微弧氧化起弧电压和起弧时间的影响较小,微弧氧化终电压随正占空比的增大而增大;正占空比增加,促进了镁合金与溶液的反应,在相同微弧氧化时间内形成的陶瓷膜厚度逐渐增加,镁合金耐腐蚀性能提高,但在正占空比达到50%后,提高正占空比不能提高镁合金的耐腐蚀性能,甚至会使其降低。     

镁合金激光重熔后微弧氧化膜的微观组织和耐蚀性能

为了改善WE43镁合金的耐蚀性能,采用激光重熔(LSM)和微弧氧化(MAO)复合工艺对其表面进行了改性。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)研究了WE43镁合金及其激光重熔层、微弧氧化膜层和激光重熔-微弧氧化膜层的微观组织、表面形貌和物相;通过GAMARY-Reference 600电化学工作站研究了其腐蚀行为,重点研究了镁合金激光重熔后微弧氧化膜层的微观组织、成分和耐蚀性能。结果表明:激光重熔使WE43镁合金晶粒细化、网状的β-Mg41Nd5相均匀分布和表面稀土元素Y及Nd增加,有效地改善了其耐蚀性能;微弧氧化膜和激光重熔后的微弧氧化膜层都可以显著提高WE43镁合金的耐蚀性能,但后者优于前者。