添加剂对铝基复合材料微弧氧化膜层性能的影响

在铝酸盐体系溶液中分别加入NaF、C3H8O3、KZrF6及Ce(NO3)3·6H2O,对SiC增强铝基复合材料进行微弧氧化处理,对所获得的膜层用扫描电镜进行形貌观察分析,用极化曲线评价比较膜层耐蚀性。结果表明:在铝酸盐体系溶液中加入NaF、C3H8O3和引入Ce元素都可以提高膜层致密性及耐蚀性能,加入KZrF6后膜层的微观结构变化不大,耐蚀性略有提高。     

添加剂对铝基复合材料微弧氧化膜组织及耐蚀性影响

采用微弧氧化技术在铝基复合材料表面制备陶瓷膜。在Na Al O2溶液体系中,研究不同添加剂(Na H2PO2、Na OH)和不同正向脉冲电压(390、420和450 V)对陶瓷膜组织、结构和耐蚀性的影响。结果表明:陶瓷膜主要由γ-Al2O3组成,在添加Na OH电解液中陶瓷膜生长速率更快,所得陶瓷膜表面形貌更优异,结合更加紧密。在添加Na H2PO2的电解液中,所得陶瓷膜呈层片状,比较疏松,Si C颗粒氧化程度也很低。随着正向电压的升高,两种添加剂所得陶瓷膜的耐蚀性都是先升高后降低,且均在420 V时耐蚀性最好,添加Na OH电解液的陶瓷膜耐蚀性优于添加Na H2PO2电解液。     

SiC颗粒增强体对铝基复合材料微弧氧化膜生长的影响

用微弧氧化方法在SiCp／2024铝基复合材料表面沉积出较厚的陶瓷膜,测定了陶瓷膜的生长曲线和相组成,提出了金属基复合材料微弧氧化膜生长模型．结果表明,微弧放电烧结作用下,膜层内SiCp增强体大部分已被熔化并氧化,只有少数残余的SiCp颗粒仍然保留在靠近界面的膜层内．SiCp增强体阻碍了微弧氧化膜的生长,但它并未破坏微弧氧化膜的完整性,这同铝基复合材料阳极氧化膜结构完全不同．     

SiC_p/6092铝基复合材料微弧氧化膜的生长规律

在相同参数下对Si C_p/6092铝基复合材料进行了不同时间的微弧氧化处理,记录了电解液温度的变化,测定了微弧氧化膜的膜层厚度。利用SEM和XRD分析了氧化膜的微观形貌和相组成。结果表明,氧化初期氧化膜生长较快,20 min后生长速度趋于平稳;氧化膜表面分布着微小孔洞和细小裂纹,随着时间的增加,孔洞尺寸变大、数量变少,表面粗糙度增加;氧化膜主要由α-Al_2O_3相、γ-Al_2O_3相和莫来石相组成。     

电解液体系对石墨烯镁基复合材料微弧氧化膜层组织及耐蚀性能的影响

分别在3种不同电解液体系(硅酸盐体系、铝酸盐体系、磷酸盐体系)对石墨烯镁基复合材料表面进行微弧氧化,并对微弧氧化后膜层的微观组织形貌和物相组成进行分析,通过电化学和浸泡实验对其耐蚀性进行测试。结果表明:硅酸盐体系微弧氧化膜层表面光滑平整,微孔分布均匀;铝酸盐微弧氧化膜层较薄,孔隙尺寸最小;磷酸盐体系膜层微孔分布不均匀,表面存在较多裂纹;硅酸盐体系微弧氧化膜层物相组成主要为SiO_2和MgO,磷酸盐和铝酸盐体系膜层物相组成主要为MgO。3种电解液体系微弧氧化膜层耐蚀性能较基体复合材料提高一个数量级左右,其中硅酸盐体系微弧氧化膜层耐蚀性最好。     

电流密度对镁合金微弧氧化膜层性能的影响

在电流密度分别为3、6、9、12A/dm2时,用微弧氧化的方法在碱性电解液体系中制备了镁合金微弧氧化膜,考察了不同电流密度对生成的氧化膜层厚度、硬度的影响规律;用XRD分析了氧化膜层的相结构;并采用NaCl溶液浸泡试验和中性盐雾试验,考察了氧化膜的耐蚀性能.结果显示：随着电流密度的增大,膜层的厚度、硬度均呈增加的趋势;陶瓷层主要由MgO、Mg2SiO4和非晶相组成;得到的氧化膜层具有优良的耐蚀性能.     

过电压对镁合金微弧氧化膜层性能的影响

采用自行研制的大功率微弧氧化电源在频率700 Hz、占空比20%的条件下进行微弧氧化实验:并测量陶瓷膜层的厚度,观察膜层微观形貌,通过盐雾试验来评定陶瓷膜层的耐蚀性.研究发现:随过电压的升高,镁合金微弧氧化膜层厚度增加,表面熔融物颗粒增大,膜层表面变粗糙,陶瓷层的耐蚀性呈先增加后降低的趋势;并且陶瓷膜层耐蚀性在过电压为100～150 V时较好,因此镁合金微弧氧化要选择适当的过电压.     

电流密度对镁合金微弧氧化膜层性能的影响

在电流密度分别为3、6、9、12 A/dm2时,用微弧氧化的方法在碱性电解液体系中制备了镁合金微弧氧化膜,考察了不同电流密度对生成的氧化膜层厚度、硬度的影响规律;用XRD分析了氧化膜层的相结构;并采用NaCl溶液浸泡试验和中性盐雾试验,考察了氧化膜的耐蚀性能。结果显示:随着电流密度的增大,膜层的厚度、硬度均呈增加的趋势;陶瓷层主要由MgO、Mg2SiO4和非晶相组成;得到的氧化膜层具有优良的耐蚀性能。     

铝基复合材料微弧氧化工艺的研究现状

铝基复合材料经微弧氧化处理后能够显著提高膜层与基体的结合力,增强表面硬度,并改善基体材料的耐磨性、耐蚀性和绝缘性.阐述了铝基复合材料微弧氧化工艺的研究现状,重点介绍了原材料、电解液体系和工艺参数对铝基复材微弧氧化过程以及膜层结构、相组成和性能的影响,并简述了铝基复材微弧氧化膜形成机制的研究进展,最后对铝基复材微弧氧化工...     

工艺因素对镁合金微弧氧化膜层性能的影响

本文通过对镁合金微弧氧化膜制备中电流密度、电压、脉冲频率、占空比、电解液配方、浓度、温度、电导率、氧化时间等的分析,表明电参数和非电参数都是影响微弧氧化膜层形成、组织结构和性能的重要因素.     

微弧氧化膜层对压铸镁合金拉伸性能的影响

利用自主开发的微弧氧化工艺处理了实际镁合金压铸试样,并探讨了微弧氧化膜层对镁合金基体拉伸性能的影响。研究发现,微弧氧化处理的镁合金压铸件试样表面的膜层厚度均匀、色泽均一;膜层含有MgO、MgAl2O4及Mg2SiO4等物相,且MgO含量随处理时间的延长而增加;处理时间合适时,膜层几乎不影响镁合金基体的拉伸性能,但随着处理时间的增加,由于膜层中存在的诸多缺陷而使基体的拉伸性能开始有所下降。     

电压增幅对镁合金微弧氧化膜层性能的影响

研究了硅酸盐体系微弧氧化过程中,电源电压增幅对放电火花形态及AZ91D镁合金膜层的厚度、表面形貌和耐蚀性有影响。结果表明,随着脉冲电压增加,电弧的弧斑亮度增强、尺寸变大,但数目减少,大弧倾向增加;微弧氧化膜层的厚度增厚,但成膜速率降低;膜层表面熔融物颗粒增大,表面孔径增加,粗糙度增加;腐蚀率呈现出先减小后增加的趋势。当电压增幅为100~150 V时,其过程稳定性、成膜速率、膜层外观质量和耐蚀性等方面的综合性能相对最优。     

预制膜对铝合金微弧氧化陶瓷层生长过程的影响

在磷酸盐体系电解液中,利用微弧氧化技术,分别对有、无高温氧化预制膜的铝合金进行表面陶瓷化处理,研究了预制膜对陶瓷层生长的影响规律.结果表明:高温氧化预制膜有利于提高陶瓷层的生长速率,降低起弧电压;陶瓷层的生长先是以初期形成的陶瓷颗粒为核心呈线状扩展,然后多条线接合呈网状,最后蔓延成面;陶瓷层生长的初期以高温氧化预制膜熔化生成为主,到后期,则是以铝合金基体熔化生成为主,此时预制膜对陶瓷层生长过程的影响较小,但由预制膜生成的陶瓷对陶瓷层生长的影响较大.     

TiN颗粒对镁合金微弧氧化过程及膜层性能的影响

目的分析Ti N颗粒在镁合金微弧氧化过程中的作用,并研究其在膜层中对镁合金硬度、耐磨和耐蚀等性能的影响。方法通过在微弧氧化电解液中添加2.7μm Ti N颗粒,并使其充分分散于电解液中,使电解液中Ti N颗粒的质量浓度分别为0、2、4、6 g/L,并控制其他实验参数(如电流密度、频率、占空比和氧化时间)一样的情况下进行实验,通过电子显微镜、涂层厚度测厚仪、显微维氏硬度计、X射线衍射和电化学工作站,分别从膜层的表面形貌、厚度、硬度、相组成及耐蚀性等方面,研究了Ti N颗粒对镁合金微弧氧化膜层性能的影响。结果在微弧氧化电解液中添加Ti N颗粒后,相同电化学参数下制得的微弧氧化膜层变得致密,厚度、硬度有所增加,氧化膜层主要由Mg、MgO、Mg2Zr5O12、Ti N组成。极化曲线显示,加入Ti N颗粒,制备的微弧氧化膜层比未加入Ti N颗粒制得的膜层的腐蚀电流下降了2个数量级。阻抗图谱表明,电阻值增加了1个数量级。结论 Ti N颗粒能够随镁合金的微弧氧化过程进入制得的氧化膜层中,并且能够增加膜层厚度和硬度,使膜层的耐磨、耐蚀性得到提高。     

微弧氧化非连续成膜对膜层结构及性能的影响

在含有Na_2SiO_3和KOH的电解液中以恒定电压氧化方式对工业纯铝进行微弧氧化处理,研究电压对非连续微弧氧化成膜特性的影响.采用XRD及SEM对微弧氧化膜的相组成及表面形貌进行分析.结果表明:非连续微弧氧化的电流在工作间隔处出现一定程度的降低;非连续工作模式的膜层生长速率与连续模式基本相同,并且都随工作电压的增加而增加;不同成膜模式所生长的微弧氧化膜均由较多的γ-Al_2O_3和少量的α-Al_2O_3相组成;非连续成膜方式对微弧氧化陶瓷膜的形貌影响不大,且未造成氧化膜分层现象;不同成膜模式下所形成的微弧氧化陶瓷层的耐磨性能和耐腐蚀性能随工作电压变化具有相同的变化规律,均随电压的增加而增大;非连续成膜提高了微弧氧化控制的灵活性.     

电参数对镁合金微弧氧化膜层生长的影响及耐蚀性研究

利用微弧氧化技术对AZ91D镁合金在硅酸盐和锆盐溶液中进行表面陶瓷化处理,发现电参数对膜层厚度有很大影响。并采用IM6e型电化学工作站,对微弧氧化镁合金进行电位极化曲线测量。通过电化学测量对微弧氧化镁合金的腐蚀行为进行分析。用处理好的镁合金进行腐蚀实验,用失重法和极化法测试其耐蚀性,发现电解液中锆元素会大大提高膜层的耐蚀性。同时通过XRD分析发现硅酸盐电解液中制备的陶瓷膜主要由Mg2SiO4、MgO和MgF2等相组成,锆盐电解液中制备的陶瓷膜主要由MgO、MgF2和ZrO2相组成。     

显色剂对6061铝合金黑色微弧氧化膜层性能的影响

目的 研究K₂Cr₂O₇和NH₄VO₃作为显色剂,对铝合金黑色微弧氧化膜层性能(包括硬度、吸光效果、耐磨性和耐冲击性能等)的影响。方法 设置3组对照试验,包括采用基础电解液制备出的灰白色膜层,以及在基础电解液中分别添加显色剂NH₄VO₃和K₂Cr₂O₇制备得到的2类黑色膜层。通过维氏硬度计、球盘摩擦磨损与落锤冲击测试分别评价膜层的硬度、耐磨性能和耐冲击性能,采用扫描电子显微镜观察膜层的表面和截面形貌,采用紫外-可见光分光光度计测量膜层的吸收率,采用X射线衍射仪分析膜层的物相组成。结果 发现3类膜层均可分为内层和外层,且内层多孔,导致其成为疏松层,区别在于含Cr的膜层内层中孔洞较少,而含V的膜层中的孔洞较多。采用K₂Cr₂O₇作为显色剂能制备出吸光效果与NH₄VO₃     

植酸添加剂对6061铝合金微弧氧化膜层性能的影响

目的 提高6061铝合金微弧氧化膜层的性能.方法 在电解液中加入5 mL/L的植酸,对6061铝合金表面生成的微弧氧化膜层进行改性.记录微弧氧化过程中的电压-时间曲线,采用SEM、EDS、XRD、电化学工作站、马弗炉等仪器设备,研究了植酸的添加对微弧氧化膜层微观结构、元素组成、相组成、耐蚀性、抗热震性等特性的影响.结果 添加植酸后,微弧氧化电压从526 V提高到538 V,微弧氧化放电更加均匀,微弧氧化膜层的生长速率增加,膜层厚度从9.3μm增加到13.6μm.放电微孔孔径减小,数量增多,膜层致密均匀,膜层结合力从3.2 N提高到3.9 N,显微硬度增加了39.2HV.植酸中的磷酸根基团和羟基可与基体电离出的Al3+结合生成植酸铝,使膜层中的C、P元素比例提高,Al元素比例降低.微弧氧化过程中,基体中的Al转变成γ-Al2O3和α-Al2O3,添加植酸后,γ-Al2O3和α-Al2O3的衍射峰强度提高.膜层的腐蚀速率从1.085×10-2 mm/a降低到1.565×10-3 mm/a,其耐蚀性能提高,同时具有良好的抗热震性能.结论 植酸的添加优化了微弧氧化膜层的结构,提高了膜层的厚度、显微硬度和膜层结合力,同时改善了膜层的耐蚀性能和抗热震性能.     

电流密度对ZA43微弧氧化膜层摩擦性能的影响

利用微孤氧化技术在ZA43合金表面原位生成了陶瓷层,通过SEM、XRD和摩擦磨损试验机分析了不同电流密度处理膜层的表面形貌、相组成以及磨损试验后的摩擦学行为和磨痕形貌.结果表明,陶瓷层主要由α-Al2O3和γ-Al2O3相组成;在干摩擦条件下,陶瓷层摩擦系数随电流密度的增加逐渐增大,表明陶瓷层耐磨性随电流密度的增加而降低;电流密度一定时,摩擦系数随载荷的提升而增大.磨损机制以磨粒磨损为主.