电解液中Ce(NO_3)_3含量对ZAlSi12合金微弧氧化层特性的影响

研究Na2SiO3-NaOH体系电解液中Ce(NO3)3含量在0～0.20g/L范围内变化时对ZAlSi12合金表面微弧氧化陶瓷层组织和厚度的影响。采用SEM、XRD分析微弧氧化处理后陶瓷层的表面形貌和相组成。结果表明:随着Ce(NO3)3含量增加,陶瓷氧化层厚度逐渐增大,电解液中Ce(NO3)3加入量0.15g/L时可获得最大厚度为170μm的陶瓷层;电解液中加入Ce(NO3)3后,膜层仍主要由α-Al2O3和γ-Al2O3相组成,但α-Al2O3相的相对含量增加。     

稀土对ZAlSi12Cu2Mg1陶瓷层性能的影响

通过在Na2SiO2电解液体系中同时添加0．2g／L的Ce^3＋和不同含量的La^3＋以调整电解液组成，研究了Na2SiO3电解液中添加稀土离子对ZAlSi12Cu2Mg1合金微弧氧化陶瓷层相结构和力学性能的影响。结果表明，电解液中添加Ce^3＋和La^3＋，可以显著提高陶瓷层质量，其中添加0．2g／L的Ce^3＋和0．3g／L的La^3＋，所得陶瓷层主要由α—Al2O3、γ-Al2O3、Al2SiO3和非晶相组成，陶瓷层厚为157μm，硬度（HV）为947，经6000r磨损后，ZAlSi12Cu2Mg1合金基体的磨损量为102．2mg，而陶瓷层S1磨损量为19．7mg，仅为铝合金基体的19％。     

电解液参数对铸造铝合金微弧氧化陶瓷层质量的影响

研究了在Na2SiO3体系中电解液组成和浓度对压铸铝合金微弧氧化陶瓷层厚度、硬度及外观均匀性的影响.结果表明:随着Na2SiO3和NaOH浓度的增加,膜层厚度和硬度先增加后减小,适宜的添加剂可以增加膜层厚度,提高膜层的均匀性.本实验条件下适宜压铸铝合金微弧氧化的电解液配方为Na2SiO310g/L、NaOH2g/L、添加剂6mL/L.     

镁合金微弧氧化电解液研究及耐蚀性分析

在磷酸盐体系电解液中,采用恒电压方式对AZ31D镁合金进行微弧氧化获得陶瓷膜.通过正交试验,以陶瓷膜厚均匀性和48h腐蚀率为主要研究指标,并结合陶瓷膜层的表面质量,对磷酸盐体系电解液配方进行了研究,得到适宜的电解液配方为:15.0g/LNa5P3O10、2.0g/L NaOH、1.0g/L NaWO4、2.0g/LNa2EDTA.用X射线衍射仪(XRD)分析了陶瓷氧化膜的相组成,同时采用中性盐雾腐蚀试验评价了陶瓷膜的耐蚀性.结果表明:陶瓷膜主要由Mg、MgO和Mg2P2O7相组成,得到的氧化膜层具有一定的耐蚀性能.     

Na2WO4和SiCp对2Al2铝合金微弧氧化膜的影响

在质量浓度为40 g/L的Na2SiO3,8 g/L的Na2WO4混合电解液中添加SiCp,在2A12铝合金基体上原位生长微弧氧化陶瓷膜.采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)分析了陶瓷膜微观形貌、元素含量、相组成,通过数字式覆层测厚仪和摩擦磨损试验检测了氧化膜的厚度和耐磨性.结果表明,Na2SiO3、Na2WO4混合电解液生长的陶瓷膜由α-Al2O3和mullite相组成,膜层较致密,Na2WO4的加入提高了膜层生长速率;添加SiC微粒后,微弧氧化过程中SiC微粒分解,促进莫来石相形成,膜层有较好的耐磨性.     

铝合金微弧氧化正向电流与膜层形成的关系

在含Na2SiO310 g/L、NaOH 2 g/L、Na2WO4 2 g/L、Na2EDTA 2 g/L和C3H8O3 10 mL/L的电解液和正/负向电压取440/130 V的条件下对铝合金(ZL108)进行微弧氧化处理.利用涡流测厚仪、XRD、光学显微镜和SEM对获得膜层进行表征.通过观察微正向电流变化分析膜层的形成过程.研究发现,在电压达到预设值前,试样表面只形成了局部的氧化膜,对电流的影响不显著.氧化2 min到12 min之间,膜层快速增长,最大值达8.75 μm/min,膜层仅含γ-Al2O3相,膜层表面氧化物颗粒数目及尺寸均增加.膜层向内外同时生长.但膜层较为疏松易被溶解,由于膜层沉积-溶解交替进行引起电流在8A和6A之间波动.氧化12 min到35 min之间,膜层缓慢增长,最小值达0.5μm/min,膜层以向内生长为主.膜层中3Al2O3·2SiO2和γ-Al2O3相的含量有减少的趋势,而d-Al2O3相和SiO2相在增加.氧化膜经过高温相变与烧结生成致密的陶瓷膜.陶瓷颗粒由椭球形转变成圆球形.膜层增厚变密导致电流由6A持续下降到2A.氧化到53 min时,立刻息弧,膜层停止生长.微弧氧化正向电流的变化间接地反映了氧化膜的形成.     

电解液组成对ZAISi12Cu2Mg1微弧氧化陶瓷膜的影响

采用电解液成分逐渐加入法,在6种电解液中对ZAlSi12Cu2Mg1试样进行微弧氧化处理,研究电解液组成对微弧氧化陶瓷膜形成的影响,寻找合适的电解液组成.结果表明:电解液组成对陶瓷膜层的厚度、粗糙度、硬度、耐磨性、膜层微观形貌及相组成的影响很大,通过调节电解液成分,可获得性能优良的陶瓷膜.适宜的电解液组成为:8g/L NaSiO3,1 g/L NaOH,2 g/t,Na2WO4,0.5 g/L Na2EDTA及10 mL/L丙三醇.在此种电解液组成F,获得的陶瓷膜厚156 μm,面粗糙度为259nm显微硬度达HV 891.在干摩擦条件下,经30min磨损后,其磨损仅为基体的13.29%.观察膜层微观形貌,膜层均匀致密.XRD分析表明:氧化层中含有Al、莫来石、SiO2、а-Al2O3、y-Al2O3和WO3相.     

ZAlSi12Cu2Mg1微弧氧化过程中负向电压对陶瓷膜层形成的影响

在交流条件下,采用硅酸钠电解液,通过调节不同的负向电压值,在ZAlSi12Cu2Mg1合金表面制得了微弧氧化陶瓷膜层.研究了不同的负向电压值对陶瓷膜层形成过程的影响.结果表明负向电压从80V到160V变化时,氧化时间从5 min延长到65 min,膜层厚度从28 μm增加到208μm,致密度从0.267 g/cm3增大到1.048 g/cm3,特别是微弧氧化第2阶段氧化时间,在负向电压为160 V时持续了32 min,试样表面逐渐变粗糙;在电解液组成为NaSiO38 g/L,NaOH 2 g/L,Na2EDTA 2g/L下,适宜的正/负向电压值为480/140 V,获得厚度为166 μm的膜层.XRD分析表明陶瓷层主要由莫来石、α-Al2O3和γ-Al2O3以及氧化铝的非晶物质组成.     

2A12航空铝合金微弧氧化陶瓷层生长过程

研究2A12铝合金微弧氧化陶瓷层的生长规律,分析不同氧化时间陶瓷层的表面和截面形貌、成分和相组成。研究表明,陶瓷层总厚度接近于线性增长,向外生长速度比向基体内生长的速率稍大,而致密层占总膜层的比例先快速增加,其后略微下降。SEM结果显示,陶瓷层表面有大量呈火山口状的等离子放电痕迹,随氧化时间延长,厚度在整个表面上趋于相等,界面处氧化膜变得比较平坦。陶瓷层主要由α-Al2O3和γ-Al2O3相组成,随着氧化时间的延长,γ-Al2O3相在陶瓷层中的含量先增加后减小,而α-Al2O3相的含量随氧化时间的延长逐渐提高。     

飞机架构用7075合金的微弧氧化工艺

以飞机架构用7075合金为研究对象,通过正交试验法优化了7075合金在NaAlO2、Na2SiO3、Na2B4O7和Na3PO4四个电解液体系下的微弧氧化工艺参数最佳方案,并对微弧氧化膜层的厚度、硬度、表面形貌和截面形貌进行了表征。结果表明,7075合金微弧氧化的四种电解液的最佳配方为：NaAlO2浓度为9 g/L、Na2SiO3浓度为8 g/L、Na2B4O7浓度为15 g/L、Na3PO4浓度为12 g/L,NaOH和三乙醇胺浓度分别为1 g/L和3 g/L;四种优化电解体系的微弧氧化陶瓷膜层的显微硬度的最大值出现在NaAlO2体系（1091 HV0.1）,而陶瓷膜层的最小值出现在Na3PO4体系（553 HV0.1）。     

Preparation technology and anti-corrosion performances of black ceramic coatings formed by micro-arc oxidation on aluminum alloys

In order to prepare ornamental and anti-corrosive coating on aluminum alloys, preparation technology of black micro-arc ceramic coatings on Al alloys in silicate based electrolyte was studied.The influence of content of Na2WO4 and combination additive in solution on the performance of black ceramic coatings was studied; the anticorrosion performances of black ceramic coatings were evaluated through whole-immersion test and electrochemical method in 3.5% NaCl solution at different pH value; SEM and XRD were used to analyze the surface morphology and phase constitutes of the black ceramic coatings.Experimental results indicated that, without combination additives, with the increasing of Na2WO4 content in the electrolyte, ceramic coating became darker and thicker, but the color was not black; after adding combination additive, the coating turned to be black; the black ceramic coating was multi-hole form in surface.There was a small quantity of tungsten existing in the black ceramic coating beside α-Al2O3 phase and β-Al2O3 phase.And aluminum alloy with black ceramic coating exhibited excellent anti-corrosion property in acid, basic and neutral 3.5% NaCl solution.     

镁合金微弧氧化层上低温化学镀镍研究

研究了在镁合金微弧氧化陶瓷层上进行低温化学镀镍的工艺,并对镀层的成分、结构和耐蚀耐磨性能进行了分析。实验确定,在40℃左右对陶瓷层进行有效化学镀镍的镀液配方为:NiSO4.6H2O 40g/L,NaH2PO2.H2O 40g/L,(CH2CH2OH)310mL/L,C6H8O7.H2O 7.5g/L,NH4HF 20g/L,用NH3.H2O调节pH值保持在9.5左右。采用上述镀液在40℃施镀,得到的镀镍层为低磷微晶结构,与陶瓷层结合紧密且对陶瓷层有封孔作用,耐蚀和耐磨性能良好。     

Ti6Al4V微弧氧化TiO2/W复合膜的制备及摩擦学性能

目的提高Ti6Al4V合金的摩擦学性能。方法在硅酸盐-磷酸盐电解液中添加不同浓度的纳米W粉,利用微弧氧化技术在Ti6Al4V基体表面制备出氧化陶瓷膜。利用FE-SEM、EDS和XRD研究了在不同浓度W粉参与下的微弧氧化膜表截面微观形貌、元素分布及膜层相组成。通过旋转摩擦磨损试验评估了膜层的摩擦学性能。结果电解液中加入纳米W粉可以促进膜厚增长,尤其在含0.5～2 g/L纳米W粉时,膜厚呈近似线性增长;但W粉在膜层表面的附着会导致粗糙度的增大。在纳米W粉参与下,微弧氧化膜中除了锐钛矿、金红石和Al_2TiO_5相之外,W含量也随电解液中颗粒含量的增加而提高。在6 g/L纳米W粉复合下,微弧氧化膜的摩擦系数、比磨损率分别减小了约13.33%和3.53%。结论 W粉颗粒以机械啮合附着在氧化膜表面,部分颗粒随熔融氧化物包裹进入膜层并发现熔化迹象。W粉含量为6 g/L时,制备的氧化膜表面质量有所改善,即微孔和裂纹等有所减少,耐磨性较佳,摩擦系数和比磨损率较不含W粉的膜层均有所减小。     

Effects of sodium tungstate on characteristics of microarc oxidation coatings formed on magnesium alloy in silicate-KOH electrolyte

Oxide coatings on AM60B magnesium alloy were prepared using the microarc oxidation（MAO） technique in silicate-KOH electrolyte with addition of 0-6.0 g/L Na2WO4. The MAO processes in base electrolyte with different concentrations of Na2WO4 were studied. The microstructure, compositions and mechanical tribological characteristics of the oxide coatings were also investigated by SEM, XRD, XPS, microhardness analysis and ball-on-disc friction testing, respectively. It is found that the addition of Na2WO4 into the base electrolyte has direct effect on the characteristics of voltage-time curves and breakdown voltage in MAO process. The number of micropores at top of the coating surface is increased by the addition of Na2WO4. The fraction of forsterite Mg2SiO4 in the oxide coating increases with increasing concentration of Na2WO4 in base electrolytes. Furthermore, the microhardness and wear resistance of oxide coatings are enhanced as well.     

电解液钙磷含量对医用TC4钛合金微弧氧化膜的影响

研究钙磷原子比不同时,电解液中乙酸钙和多聚磷酸钠的浓度对TC4钛合金微弧氧化陶瓷膜形貌、钙磷原子比及相结构的影响。结果表明:在电解液中Ca、P原子比为1.3~1.8、乙酸钙浓度为20~40 g/L时,可以在钛合金表面制备多微孔结构的陶瓷膜;其表面含有一定比例的钙、磷元素,并可以通过改变电解液的钙磷原子比和乙酸钙与多聚磷酸钠的同比浓度来调整陶瓷膜钙、磷的含量和比例;陶瓷膜主要是由锐钛矿型和金红石型二氧化钛构成,当电解液乙酸钙和多聚磷酸钠的浓度提高时,金红石型二氧化钛比例提高。     

TC4钛合金表面微弧氧化原位生长自润滑MoS2/TiO2膜层研究

钛合金表面减摩涂层的设计和制备是提升钛合金构件耐磨性能、保障服役安全的重要技术之一。针对于目前钛合金减摩涂层中减摩剂分散不均匀,易于团聚导致膜基结合力差等问题,本论文采用一步微弧氧化技术在TC4合金表面原位生长纳米MoS2颗粒,制备具有减磨作用的MoS2/TiO2复合陶瓷膜层;讨论了原位反应中硫源添加量对膜层微观结构及耐磨性能的影响。结果表明：以Na2S和Na2MoO4分别为硫源和钼源在TC4合金表面通过微弧氧化制备出了MoS2/TiO2复合陶瓷膜层;通过控制Na2S浓度可以原位生成具有小尺寸、均匀化分布的纳米MoS2颗粒,并实现对MoS2含量和形态的调控。随着Na2S浓度的增加,膜层结构逐渐致密化且表面粗糙度较低,当添加量到达60g/L时,由于硫沉淀作用导致膜层开始疏松,粗糙度增加。由于膜层表面和内部均存在均匀化分布且具有自润滑作用的MoS2颗粒,所得膜层耐磨性较传统微弧氧化膜层或直接添加MoS2颗粒所得膜层分别提高了395.4%、129.4%;同时,膜基结合力较传统微弧氧化提高了87.1%,达到了723.8N,说明了该技术在保证良好的自润滑效果同时改善了膜基结合力。该研究结果可以为钛合金耐磨涂层设计和制备提供新思路和研究方法。     

镁合金微弧氧化体系中四硼酸钠的作用机理研究

利用扫描电镜、电化学工作站等分析手段,探讨了镁合金微弧氧化体系中四硼酸钠添加对膜层组织结构及耐蚀性的影响规律,分析了四硼酸钠在镁合金微弧氧化膜层形成及生长过程中的作用机理。研究发现:微弧放电发生前,(B_4O_7)~(2-)与Mg离子结合于阳极表面形成难溶于水的偏硼酸镁;随着四硼酸钠含量的增加,沉积于阳极表面的偏硼酸镁结构由3 g/L时的颗粒状逐步过渡到15 g/L的网状结构;这些具有高阻抗特性的偏硼酸镁沉积层的形成为微弧放电过程的进行构建出了合适的电场条件;微弧放电发生后,沉积于阳极表面的偏硼酸镁通过提高等脉宽恒峰值电流条件下的     

基于配方均匀试验优化微弧氧化电解液浓度配比

目的 研究电解液中各电解质不同浓度配比下微弧氧化膜层的制备、微观结构及耐蚀性能,以确定最优配方.方法 基于配方均匀试验方法,在硅酸盐系电解液中对AM60B镁合金进行微弧氧化处理.引入微弧氧化反应的可行性和微弧氧化膜层的成膜性两个试验指标,分别评判本研究中某电解液配方是否具有实际应用价值,以及评价在某个电解液配方下所制得膜层的合格程度.利用涡流测厚仪、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子探针(EPMA)、硝酸点滴实验以及电化学实验等方法,分别表征膜层的厚度、微观结构、物相组成、元素成分及耐蚀性能.结果 当电解液中NaOH的质量浓度小于10 g/L时,方能获得表观完整且色泽均匀的微弧氧化膜层.当NaOH和KF的浓度配比接近,且两者之和约为Na2SiO3所占配比时,即Na2SiO3为19.24 g/L、NaOH为8.80 g/L、KF为11.96 g/L时,膜层中孔径的尺寸小,缺陷少,致密度最高,此时膜层的耐蚀性最好,与基体相比,该膜层的硝酸点滴耐蚀性提高了39倍,电化学耐蚀性提高了3个数量级.膜层主要由MgO、Mg2SiO4及少量的MgF2、MgAl2O4组成,但含量有差别.结论 实验设计方法的选择是保证本研究结果有效性的核心和关键.电解液中NaOH的浓度高低是决定某电解液配方是否具有实用价值的首要因素.只有Na2SiO3、NaOH和KF三者间具备适当的配比时,才能降低膜层中的微孔尺寸,减少微裂纹,提高其致密度,并能够在膜层中沉积更多的优质物相,这些是增强膜层耐蚀性的前提和保障.     

添加剂对铝合金稀土转化膜的影响

目的寻找有效提高稀土转化膜性能的添加剂体系。方法采用电化学手段研究添加剂(硼酸、柠檬酸钠、磷酸钠、硅酸钠、氟化氢铵、氟化钠、草酸铵)对稀土转化膜的影响,对于具有积极作用的添加剂,使用响应面法进行复配,并优化配方。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和电化学测试对优化条件下制备的稀土转化膜性能进行表征。结果向基础转化液中加入氟化钠(NaF)、柠檬酸钠(Na_3C_6H_5O_7)和磷酸钠(Na_3PO_4)可以提高稀土转化膜的电化学性能。经过复配并优化配方,得到最优添加剂体系为0.68g/L氟化钠+0.80g/L磷酸钠。该配方可以抑制铝合金在转化液中的溶解,有利于铈元素的沉积,使铈的沉积量由5.01%提高到了9.60%。优化配方下制备出的膜层更加均匀致密,腐蚀电位提高了0.13 V,点滴时间可达122 s。XRD和EDS结果表明,膜层的主要成分为非晶态的铈锰氧化物。结论 0.68 g/L氟化钠+0.80g/L磷酸钠为最优添加剂配方。在优化体系中制得的稀土膜层的电化学性能得到了提升,表面更加均匀致密。