微弧氧化处理对TiAl合金抗氧化性能的影响

尝试了通过微弧氧化陶瓷化处理来提高ＴｉＡｌ合金的抗高温氧化性能。结果表明,通过微弧氧化处理能在ＴｉＡｌ合金表面形成具有不同成分的陶瓷层,但难以形成单一的Ａｌ２Ｏ３陶瓷层。在８５０℃的氧化实验表明,不同成分的陶瓷层对ＴｉＡｌ的抗氧化性能有不同的影响,有些陶瓷层在氧化过程中剥落,对ＴｉＡｌ的抗化性能无明显改善;另有一些陶瓷层与基体粘附性好,在氧化过程不剥落,能在一定程度上提高ＴｉＡｌ的抗氧化性能,但氧     

镁锂合金表面耐蚀微弧氧化膜的研究

利用微弧氧化技术在镁锂合金的表面成功制备了微弧氧化膜.利用SEM、XRD、XPS、动电位极化和电化学交流阻抗谱对微弧氧化膜结构、相组成以及耐蚀性能进行了研究.SEM观测结果表明,氧化膜层的结构是由疏松层和致密层组成的双层结构,微弧氧化膜表面存在大量直径约2～7 μm的微孔.XRD和XPS分析表明,微弧氧化膜的主要相组成为方镁石氧化镁和无定形磷酸盐化合物.动电位极化曲线以及电化学交流阻抗谱分析表明,微弧氧化处理后镁锂合金的耐蚀性能得到显著提高.     

微弧氧化后Mg-8Li合金表面MgLiAlY-LDHs@GO膜层的生长及耐蚀性能

目的 提高Mg-8Li合金的耐蚀性能。方法 首先在Mg-8Li合金表面制备微弧氧化膜(MAO),然后使用原位水热法在微弧氧化膜表面原位生长掺杂氧化石墨烯(GO)的四元(MgLiAlY)层状双羟基金属氧化物(LDHs)智能自修复膜层。采用SEM、XRD、FT-IR、EDS、ICP等手段研究MgLiAlY-LDHs@GO膜层的形貌、结构以及成分。通过EIS、Tafel以及浸泡试验等研究膜层的耐蚀性能,分析膜层的腐蚀行为,阐释其耐蚀机理。结果 GO的掺杂可以促使LDHs纳米片生长得更加致密,主体层板中具有缓蚀作用的Y³⁺可以提高涂层的耐蚀性,四元LDHs的生长所需要的Mg²⁺、Li⁺、Al³⁺等离子来源于镁锂合金基体以及微弧氧化膜的溶解,其中Li⁺也可以促进LDHs纳米片生长得更为均匀细密。膜层的腐蚀电流密度为6.03×10^–7 A/cm²,比MAO膜层降低了1个数量级,提高了镁锂合金的耐蚀性能。结论 GO的负载使LDHs的耐蚀性能和膜层稳定性均有一定程度的提升,引入稀土元素Y会改变LDHs的骨架,造成晶格畸变,使得LDHs微观形貌呈现褶皱状,剩下部分以Y(OH)3形式存在于涂层表面,可进一步提高膜层的耐蚀性能和稳定性。     

Mg-Zn-Ca表面微弧氧化涂层的制备及耐蚀性能研究

目的 提高Mg-Zn-Ca的耐腐蚀性能.方法 在Na2HPO4、NaOH和C3H8O3溶液中,采用微弧氧化(MAO)技术在Mg-Zn-Ca表面通过调节电参数中正向占空比的大小(20％、30％和40％)制备耐蚀性能涂层.利用XRD和SEM表征涂层的物相和形貌.采用光学显微镜测量涂层厚度.采用划痕仪测试涂层与基体的结合力....     

AZ91镁合金不同厚度微弧氧化膜层耐蚀性能研究

在铝酸盐体系溶液中对AZ91镁合金进行微弧氧化处理,用扫描电镜对所得不同厚度的微弧氧化膜层形貌进行观察;通过盐雾试验进行耐腐蚀性能测试;用X射线衍射仪进行膜层成分分析.结果表明:镁合金微弧氧化膜层在初期膜层表面平整,微孔尺寸小、密度大、分布均匀,随着膜厚增加膜层致密性提高,微孔数量减少,但表面粗糙度增加,耐蚀性能随膜厚的增加呈现先增加后降低的变化规律,膜厚在20～30 μm时膜层具有较好的耐蚀性,膜层主要由MgAl2O4和MgO两相组成.     

微弧氧化对ZIRLO合金耐腐蚀性能的影响

采用磷酸盐、硅酸盐电解液体系对ZIRLO合金进行微弧氧化处理。利用XRD、SEM、TEM等研究陶瓷层的相组成、表面形貌、截面组织。结果表明：在磷酸盐电解液体系、硅酸盐电解液体系中制备的陶瓷层主要由m-ZrO₂组成,磷酸盐电解液体系制备的陶瓷层内表面较硅酸盐电解液体系制备的陶瓷层更致密。在硅酸盐电解液体系中微弧氧化的样品靠近陶瓷层/金属界面基体一侧存在少量β-Zr。采用静态高压釜腐蚀实验研究了ZIRLO合金及D(磷酸盐电解液体系微弧氧化)样品和E(硅酸盐电解液体系微弧氧化)样品在360 ℃/18.6 MPa去离子水中及360 ℃/18.6 MPa 0.01 M LiOH水溶液中的耐腐蚀性能。在360 ℃/18.6 MPa去离子水中腐蚀至250 d时,D和E样品耐腐蚀性能相接近,均优于未经微弧氧化处理的ZIRLO合金样品;在360 ℃/18.6 MPa 0.01 M LiOH水溶液中腐蚀至246 d时,D和E样品的耐腐蚀性能与未经微弧氧化处理的ZIRLO合金样品耐腐蚀性能接近甚至有有害的影响。随着腐蚀时间的延长,微弧氧化对ZIRLO合金耐腐蚀性能提升有限。     

电流比对铝合金微弧氧化膜层微观结构和耐蚀性能的影响

在铝酸盐体系溶液中采用不同的电流比对ZL101A铝合金材料进行微弧氧化处理,对所获得的微弧氧化膜层用扫描电镜进行形貌观察分析,用X射线衍射仪对膜层成分进行分析,用极化曲线评价比较膜层耐蚀性。结果表明:当电流比I-/I+=2时,膜层中α-Al2O3的相对含量最高,当电流比I-/I+=1.5时,膜层耐蚀性能最好。     

纳米颗粒对ZM5镁合金微弧氧化涂层耐磨和耐蚀性能的影响

目的 进一步提高ZM5镁合金微弧氧化(MAO)涂层的耐磨和耐蚀性能。方法 在镁合金表面制备了不含与含有SiC和CeO₂纳米颗粒的3种MAO涂层。使用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD),对MAO涂层的表面形貌和成分结构进行分析,通过摩擦试验测试了涂层的耐磨性能,通过极化曲线(Tafel)和电化学阻抗谱(EIS)测试了涂层的耐蚀性能。结果 含有SiC纳米颗粒的MAO涂层厚度、硬度分别提升了19.40%、86.56%,含有CeO₂纳米颗粒的MAO涂层厚度、硬度分别提升了3.74%、44.59%。含有SiC纳米颗粒的涂层孔隙率升高6.60%,而添加Ce O2使涂层的孔隙率下降23.90%。摩擦试验表明,不含纳米颗粒的MAO涂层磨痕深度为36.4μm,而含有纳米颗粒的涂层磨痕深度可以忽略不计。Tafel试验表明,CeO₂纳米颗粒可以显著降低MAO涂层的腐蚀电流密度,从1.41×10^-9 A/cm²降至5.72×10^-10...     

甘油磷酸钙对镁钙合金微弧氧化膜性能影响

在含食品添加剂植酸钠的碱性溶液中,研究了甘油磷酸钙浓度对Mg-0.5Ca合金微弧氧化过程和微弧氧化膜性能影响。结果表明,随着甘油磷酸钙浓度增加,溶液电导率增加,氧化终电压减小。甘油磷酸钙能增加涂层厚度,增大微孔直径,并能提高微弧氧化膜的耐蚀性。EDS分析表明,加入甘油磷酸钙后,微弧氧化膜中磷含量增加,表明甘油磷酸钙参与了氧化膜的形成过程。当甘油磷酸钙浓度为15 g/L时,氧化样品的耐蚀性最好。     

含钙电解质对Mg-1.0Ca合金微弧氧化膜性能的影响

在含6 g/L氢氧化钠和15 g/L植酸钠的基本溶液中,分别加入4种钙盐研究钙盐,对Mg-1.0Ca合金微弧氧化膜性能影响。使用SEM、EDS和XRD分析陶瓷氧化膜的表面形貌、成分及结构,通过点滴实验和动电位极化曲线来判定氧化膜的腐蚀降解速率。结果表明:CaCO3可稍微增加氧化膜的钙含量,使氧化膜厚度由3.4μm增加到8.8μm,且明显改善表面微孔均匀性。点滴实验和动电位极化曲线分析表明:CaCO3能显著提高氧化膜的耐蚀性能,其点滴时间由75 s提高至116 s,自腐蚀电流密度由3.898μA/cm2降低至1.473μA/cm2,且自腐蚀电位由1.538 V升高至1.465 V。     

Mg-Gd-Y系合金微弧氧化层生长机制及耐蚀性研究

利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等分析手段,研究Mg-11Gd-1Y-0.5Zn合金微弧氧化陶瓷层的生长规律,分析微弧氧化膜层相结构及不同生长阶段的耐蚀性。结果表明,在微弧氧化初期,膜层生长遵循直线规律,为典型的电化学极化控制的阳极沉积阶段;随处理时间的延长及膜层增厚,膜层生长符合抛物线规律,属微弧氧化阶段,较氧化初期相比,生长速率慢;在弧光放电阶段,抛物线斜率增大,疏松层增厚,生长速率有所提高。微弧氧化疏松层主要以MgSiO3为主,致密层以MgO为主;微弧氧化各阶段,膜层耐蚀性随氧化时间增长而提高,到弧光放电阶段,耐蚀性有所降低。在7～12min时,膜层具有较好的耐蚀性。     

GZ91K镁合金含石墨微弧氧化膜层的耐蚀性能

目的通过在电解液中添加石墨,提高Mg-9Gd-1Zn-0.4Zr(GZ91K)镁合金微弧氧化膜层的耐蚀性能。方法通过微弧氧化法,在GZ91K镁合金表面制备含和不含石墨的微弧氧化膜层。利用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、电化学工作站、浸泡实验等手段,研究膜层的形貌、成分、物相和耐蚀性能。结果含石墨膜层较不含石墨膜层更加致密,孔洞更加细小。含石墨膜层主要由Mg、O、C、Si、P、Gd等成分组成,相比不含石墨膜层,除了C以外,成分变化不大。含和不含石墨膜层的物相均主要由MgO和Mg_2SiO_4等组成。随着电解液中石墨浓度的增加,膜层的耐蚀性能相应提高。添加5g/L石墨制备的试样具有最佳的耐蚀性能,腐蚀电流密度仅为9.8×10~(–9) A/cm~2,相比未添加石墨试样的耐蚀性能提高了500倍。模拟体液浸泡实验显示,含石墨量越高的试样具有越低的析氢量,添加5 g/L石墨制备的试样析氢量最低。结论在0～5 g/L添加量范围内,石墨浓度越高,石墨颗粒越容易堵塞和切断膜层中的部分孔洞,并阻碍腐蚀性液体与基体接触,从而显著提高镁合金的耐蚀性能。     

锆合金微弧氧化陶瓷膜结构和耐蚀性的研究

在磷酸盐电解液体系中,利用微弧氧化技术在Zr702合金表面原位生长了陶瓷膜,通过扫描电镜、X射线衍射和电化学分析等方法研究了陶瓷膜的表面形貌特征、组织结构及耐腐蚀性能.结果表明:在磷酸盐电解液体系中形成的微弧氧化陶瓷膜主要由单斜氧化锆(m-ZrO2)和四方氧化锆(t-ZrO2)相组成,膜层表面较为致密、平整;腐蚀试验表明:与锫合金相比,经过微弧氧化处理,合金的腐蚀电位上升,腐蚀电流密度下降,表明微弧氧化后合金的抗腐蚀能力得到较大提高.     

镁合金表面微弧氧化/自组装复合膜的耐蚀性能

目的 提高镁合金基体的耐蚀性能.方法 采用微弧氧化工艺对镁合金进行预处理,再通过自组装技术处理,在镁合金表面制备微弧氧化/十六烷基三甲氧基硅烷自组装复合膜层.通过SEM、EDS对复合膜的微观组织结构进行分析,并通过XPS、拉曼光谱分析了复合膜的表面成分,利用电化学阻抗谱、极化曲线、盐雾实验和浸泡实验检测了复合膜层的耐腐...     

生长速率对镁合金微弧氧化膜结构及耐蚀性的影响

硅酸盐电解液体系中对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理,膜层厚度相同但生长速率不同是本研究的实验设计特色。通过调节电源电压,使得膜层的生长速率分别为1μm/min、5μm/min、15μm/min和25μm/min,从而制备出生长速率不同但厚度相同的微弧氧化膜层,对膜层的微观结构及耐蚀性进行定性及定量研究,从实验室研究及实际应用角度对不同生长速率的各膜层进行综合对比分析。结果表明,生长速率对膜层的表面孔隙率、微孔的尺寸及数量,膜层的质量及质量厚度比,以及膜层耐蚀性均有较大的影响,但对膜层中的成分及元素分布基本无影响;在工业应用中,膜层生长速率的选择,应将膜层的生产效率和膜层性能统筹考量,本研究中生长速率为15μm/min的膜层显示出这样的优势。     

氧化时间对AZ31B镁合金微弧氧化涂层结构及性能的影响

目的 探索氧化时间对AZ31B镁合金表面微弧氧化（MAO）涂层结构及性能的影响规律。方法 通过恒压MAO的方法在硅酸盐电解液体系中制备涂层,采用扫描电子显微镜（SEM）、Image-J图像分析法、测厚仪、表面粗糙度仪、摩擦磨损试验机、盐雾试验箱来研究涂层表面微观形貌、表面孔隙率、厚度、粗糙度、摩擦性能以及耐蚀性能。结果 涂层孔隙率随着氧化时间的延长而减小,氧化25 min所得涂层孔隙率最小,为5.404%。涂层厚度随时间的延长而增大,但是厚度增长速率减小,氧化5 min时涂层厚度为9 μm,而25 min时涂层厚度为10.4 μm。涂层粗糙度与摩擦系数随时间的增加而增大,磨损率随氧化时间的增加,呈现先增大后减小的趋势,氧化15 min所得样品磨损率最高,氧化5 min所得涂层耐蚀性最差,氧化25 min的涂层耐蚀性最好。结论 恒压条件下,氧化时间的延长可以有效地减小涂层表面孔隙率,增加涂层厚度,显著改善涂层的耐磨、耐蚀性能。     

骨植入镁合金表面缓蚀剂覆载的微弧氧化/PLGA复合涂层的制备与表征

目的 在可降解镁合金表面制备缓蚀剂覆载的微弧氧化/聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)复合涂层,提高其耐蚀性.方法 首先利用微弧氧化技术在镁合金表面制备出适合复合缓蚀剂涂层的微弧氧化(Micro-Arc Oxidation,MAO)涂层,之后在微弧氧化多孔涂层上浸涂PLGA-缓蚀剂涂层,得到复合涂层,缓蚀剂选择天然植物提取物姜黄素(Curcumin,Cur).利用SEM&EDS、FTIR和AFM等实验对涂层形貌、成分及结构进行分析,通过电化学测试、体外浸泡实验评价涂层的耐蚀性能.结果 FTIR结果表明Cur可成功覆载在涂层中,且不与PLGA发生反应.电化学测试和体外浸泡实验表明MAO/PLGA-Cur涂层能有效提高镁合金的耐蚀性.动电位极化曲线显示MAO/PLGA-Cur涂覆样品的腐蚀电流密度比基体下降了3个数量级,浸泡14 d的质量损失比基体下降62.04％,比未覆载的样品减少26.63％.结论 MAO时间为10 min为最合适复合缓蚀剂涂层的参数.Cur作为缓蚀剂的最佳添加量为0.12％,PLGA的最佳添加量为12％,最佳浸涂角度为0°.     

AZ31B镁合金表面微弧氧化-溶胶凝胶复合膜层干、湿热交替条件下耐蚀性研究

采用微弧氧化与溶胶凝胶技术在AZ31B镁合金表面制备微弧氧化-溶胶凝胶复合膜层,并于干、湿热交替盐雾腐蚀环境下,对复合膜层的耐蚀性进行研究。结果表明,随腐蚀时间的延长,复合膜层宏观表面出现白色斑点,且斑点数量逐渐增多。微观形貌分析表明,试样原始复合膜层表面存在一定数量的微裂纹及孔洞,随干、湿热交替盐雾腐蚀的进行,复合膜层表面局部应力状态发生变化,膜层表面微裂纹及孔洞减少、减小,裂纹边缘处复合膜层有轻微剥落现象。在干、湿热交替腐蚀环境中,复合膜层划格实验评级结果均为0级,膜基结合状态良好;电化学分析表明,在腐蚀实验过程中腐蚀电位未发生明显改变,均保持在约-1.43 V,复合膜层具有良好的耐蚀性。     

Na2WO4含量对镁合金微弧氧化膜层颜色和耐蚀性的影响

目的 研究电解液中的Na2WO4含量对AZ31B镁合金微弧氧化膜层的形成过程、颜色、微观结构、耐蚀性能的影响。方法 通过添加不同含量的NH4VO3和Na2WO4的碱性铝酸盐电解液体系,在AZ31B镁合金表面制备黑色的微弧氧化膜层。采用SEM、EDS分析加入不同含量的Na2WO4后膜层表面的微观形貌及元素组成,采用XRD分析物相组成,通过电化学实验表征膜层的耐腐蚀性能。结果 随着Na2WO4含量的增加,微弧氧化过程中的起弧电压下降,膜层的致密性提高,厚度呈先增加后减小的趋势。当Na2WO4的质量浓度为0.5 g/L时,膜层的厚度最大,且此时膜层表面微孔分布均匀,色度最低,耐蚀性最好,自腐蚀电位为−0.138 V,自腐蚀电流密度为2.36×10⁻⁷ A/cm²,相较于基体降低了3个数量级。结论 增加Na2WO4含量会使微弧氧化成膜过程中的电弧发生变化,适当增加Na2WO4会提高膜层的厚度,降低膜层的CIE色度,使陶瓷膜层表面的微孔分布得更加均匀致密,从而提高膜层的耐蚀性能。当Na2WO4含量过高时,会使膜层的离子浓度升高,电阻增大,介电击穿电压上升,导致膜层表面被烧蚀,耐腐蚀性能降低。     

AZ31镁合金表面含纳米羟基磷灰石微弧氧化涂层的制备及性能研究

目的改善AZ31镁合金的耐腐蚀性能及生物活性。方法使用微弧氧化技术,分别在以六偏磷酸钠为主盐的电解液和以六偏磷酸钠为主盐、以纳米羟基磷灰石(HA)为添加剂的电解液中,在AZ31镁合金表面制备了微弧氧化涂层。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)表征了涂层的微观形貌、元素特征和相组成。通过电化学方法和浸泡实验考察了涂层的耐蚀性。通过细胞实验评价了两种涂层的细胞相容性。结果电解液中的HA可以进入到微弧氧化涂层中,含HA的微弧氧化涂层较不含HA的更致密,且有封孔现象。电化学方法及浸泡实验结果表明,含HA的微弧氧化涂层的耐腐蚀性能更好。细胞表面粘附实验和细胞增殖实验也表明,经表面纳米HA微弧氧化处理后的AZ31镁合金生物相容性更好,且对MC3T3-E1细胞的增殖有促进作用。结论六偏磷酸钠电解液中添加纳米HA,可以在AZ31镁合金表面制备出含HA的微弧氧化涂层,且其耐腐蚀性能和生物活性均优于不含HA的微弧氧化膜。