Ba0.5Sr0.5TiO3铁电薄膜的微弧氧化成膜研究

以0.2 mol/L Ba(OH)2+0.2 mol/L Sr(OH)2溶液为电解液,采用微弧氧化法,在Ti板表面原位生长铁电薄膜,并对薄膜的物相构成、元素分布情况、截面结构及介电性能进行表征。结果表明:该工艺下制备的薄膜主要由四方相Ba0.5Sr0.5TiO3构成,薄膜致密层内,Ba,Sr,Ti和O元素分布都较均匀,但在微弧氧化孔洞附近存在含量波动;该薄膜在1 kHz下的介电常数较优,为411.3。最后对微弧氧化沉积铁电薄膜的成膜过程进行了分析,提出了微弧氧化过程中可能存在的化学反应。     

Ba0.5Sr0.5TiO3铁电薄膜的微弧氧化制备工艺

用分析纯Ba(OH)2·8H2O和Sr(OH)2·8H2O配制电解液(浓度各为0.2 mol/L),采用微弧氧化技术在工业纯钛板(99.5％)表面原位生成BaxSr(1-x)TiO3铁电薄膜.对不同电流密度、电流频率和反应时间条件下获得的薄膜进行表征,研究了各因素对薄膜物相构成、表面形貌和表面粗糙度的影响.结果表明:所得薄膜均主要由四方相Ba0.5Sr0.5TiO3构成;电流密度为20 A/dm2、电流频率为100 Hz、反应时间为10 min时,所得薄膜最平整、致密、表面粗糙度值最小,且微弧氧化孔洞分布最均匀,测得该薄膜在1 kHz条件下的介电常数为411.3.     

微弧氧化工艺参数对BaTiO3和SrTiO3薄膜生长的影响

将工业纯Ti板(99.5%)分别置于Ba(OH)2、Sr(OH)2+NaOH溶液中微弧氧化制备BaTiO3和SrTiO3陶瓷薄膜。XRD分析表明:所制备的薄膜分别主要由四方相BaTiO3和立方相SrTiO3组成。测得最优工艺条件下所得两种薄膜在100 Hz下的介电常数分别为152.3和419.1,介质损耗(tanδ)值分别为0.096和0.045。重点研究了微弧氧化工艺参数对薄膜生长的影响规律,结果表明:随着电解液溶度、电流密度的增加以及电流频率的降低,薄膜的生长速度加快;提出并验证了薄膜生长动力学的经验公式。     

微弧氧化制备BaTiO3介电薄膜的电解液体系优化

用正交试验法对BaTiO₃薄膜微弧氧化电解液体系进行优化,并对最优电解液体系下所得薄膜的物相组成,元素分布情况、表面形貌及介电性能进行了表征。结果表明,最优电解液体系为0.5 mol/L Ba(OH)₂ +0.1 g纳米TiO₂+0.05 g乙二醇+0.2 g甘油;最优电解液体系下所得薄膜主要由四方相BaTiO₃和极少量BaCO₃组成,且薄膜表面平整、孔洞分布均匀、孔径细小,其在100 Hz下的介电常数为245.3。     

硅酸钠浓度对Ti3Al基合金微弧氧化层生长及其摩擦磨损性能的影响

目的 研究硅酸钠溶液浓度对Ti3Al基合金表面制备微弧氧化膜层结构的影响,以提高Ti3Al基合金微弧氧化膜层的摩擦磨损性能。方法 采用恒流模式微弧氧化电源,分别在6、8、10 g/L的Na2SiO3电解液中,对Ti3Al基合金试样进行微弧氧化处理,用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、Image J软件、X射线衍射仪（XRD）及显微硬度仪,分析微弧氧化膜层的表面形貌和截面形貌、元素分布、厚度、相组成以及表面硬度。用CFT-I 型磨损试验机研究不同微弧氧化膜层的摩擦磨损性能。结果 随着Na2SiO3浓度的增加,微弧氧化的工作电压与起弧电压均逐渐减小。微弧氧化层表面呈多孔状,存在熔融物堆积导致的环状凸起。随着Na2SiO3浓度的增加,氧化层表面微孔直径减小,膜层逐渐增厚。微弧氧化膜层主要Al2O3、SiO2、TiO2、Nb2O5以及Al2SiO5相组成,微弧氧化处理明显降低了Ti3Al基合金的摩擦系数和磨损率。电解液Na2SiO3质量浓度为10 g/L时,微弧氧化膜层的平均摩擦系数为0.49,磨损率仅为2.1×10-7 mm3/(N?mm),主要表现为微切削磨损与轻微的粘着磨损。结论 随着硅酸钠浓度的增加,有利于提高微弧氧化膜层的形成速率,缩短反应时间。微弧氧化处理能够显著改善Ti3Al基合金的耐磨性。     

微弧氧化沉积BaTiO3介电薄膜的截面结构研究

采用微弧氧化技术在工业纯Ti板表面沉积了BaTiO3薄膜,利用XRD、SEM、EPMA表征了薄膜表面及截面的物相组成、截面结构以及截面元素分布情况,并利用电容探测仪检测了薄膜的介电性能。结果表明:薄膜表面和截面均主要由四方相BaTiO3组成;薄膜截面可分为过渡层、致密层和疏松层,但各层元素含量不同;微孔的存在导致Ba、Ti、O三种元素在截面区域内的分布出现突变;测得薄膜在100 Hz下的介电常数和介质损耗分别为227.3和0.043。     

电流密度对铝合金NH_4VO_3改性微弧氧化膜特性的影响

在NH4VO3添加量为1 g/L的Na2Si O3溶液中对ZL108铝合金进行了微弧氧化处理,研究了电流密度对NH4VO3改性微弧氧化膜特性的影响。利用扫描电镜观察了微弧氧化膜形貌,用能谱仪分析了膜层V、O、Al元素分布,用X射线衍射仪分析了膜层的相组成,测试了膜层厚度、硬度和微弧氧化电压变化曲线。结果表明,随电流的增加微弧氧化电压快速升高,导致微弧氧化膜厚度和硬度增加,改变了微弧氧化膜形貌、膜层元素分布及微弧氧化膜相组成。     

电流密度对ZL108钨酸钠改性微弧氧化膜特性影响

在不同电流密度下制备了ZL108 Na2WO4改性微弧氧化膜,研究了电流密度对Na2WO4改性微弧氧化膜特性的影响。利用扫描电镜(SEM)观察氧化膜表面形貌,能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)以及X射线光电子能谱(XPS)分别测试了氧化膜截面元素分布、相组成以及W的化合价,极化曲线测试了耐蚀性。结果表明,随电流密度增大,微弧氧化膜由致密变为多孔,微孔数量增加、尺寸变大,膜层增厚。膜层中W、O含量增加,Al含量下降。微弧氧化膜由γ-Al2O3、Al和Si 3个相组成,W元素在膜中主要以WO3形式存在。微弧氧化膜的耐蚀性随电流密度增加而提高。     

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.     

Na2SiO3—KOH—（NaPO3）6溶液中Ti6Al4V微弧氧化陶瓷膜研究

用非平衡交流微弧氧化法于Na2SiO3-KOH-(NaPO3)6溶液中在Ti6Al4V表面形成氧化物陶瓷膜。分别用扫描电镜、电子探针及X射线衍射研究了陶瓷膜的组织形貌、元素分布和相组成。相对致密均匀的膜层主要由TiO2(钙钛矿相及金红石相)及非晶相组成。厚约20μm的膜可分为3层：过渡层、致密层与疏松层。电解液所含元素Si，P进入到膜层中，表明电解液组元急烈参与微弧氧化反应，这为通过选择电解液来设计膜层的相组成进而对膜层进一步改性提供途径。     

草酸钛钾在铝合金微弧氧化过程中的着色机制

在六偏磷酸钠电解液体系中添加草酸钛钾,利用微弧氧化技术,在铝合金表面制备有色陶瓷层。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)及光电子能谱仪(XPS)等,对不同草酸钛钾添加量制备的铝合金微弧氧化陶瓷层截面元素分布及物相组成进行测试并分析,进而探讨草酸钛钾在铝合金微弧氧化过程中的着色机制。结果表明:脉数500,脉宽80μs,电流密度5A/dm2,微弧氧化15min,草酸钛钾浓度6g/L时,陶瓷层外观质量较好,呈现蓝色;蓝色陶瓷层主要元素Al、O、Ti均匀分布于陶瓷层中,陶瓷层呈现蓝色主要是由Al2O3和TiO2共同作用的结果。     

Na_2SiO_3溶液体系ZrH_(1.8)表面微弧氧化陶瓷层的研究

在Na2Si O3+Na OH+Na2EDTA体系下,采用恒压模式对氢化锆进行微弧氧化处理获得Zr O2陶瓷层。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪、电子能谱(EDS)仪,分析了陶瓷层的表面形貌、截面形貌、相结构及陶瓷层的元素分布。结果表明:在硅酸盐体系中,通过恒压模式在Zr H1.8表面制得膜厚约为45m的Zr O2陶瓷膜,膜层分为过渡层、致密层和疏松层。EDS结果表明:微弧氧化陶瓷层中除基体元素Zr及溶液元素O外,未发现Si、Na等溶液元素的出现,说明Si O2-3、Na+等没有参与反应;在硅酸盐体系中Zr H1.8表面微弧氧化陶瓷层主要由M-Zr O2、T-Zr O2及C-Zr O2构成,M-Zr O2约90%。     

喷砂镁合金微弧氧化电解液组分的优化

采用正交试验优化了喷砂后镁合金微弧氧化电解液组分,讨论了组分浓度对氧化膜性能的影响,并用SEM、EDS、XRD等分析了优化工艺后氧化膜的微观形貌、化学成分和相组成.研究表明,较优的电解液组分为15 g/L的Na2SiO3·7H2O、6 g/L的KF·H2O、9 g/L的KOH、10 mL/L的C3H2(OH)3;氧化膜表面形貌保留了喷砂时的粗糙不平;氧化膜由大量均匀的、微孔内径为0.2~1.5 μm的陶瓷层组成,物相则主要由Mg、MgO、Mg2SiO4、MgAl2O4及无定型相组成.     

医用Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb合金微弧氧化膜的制备及性能研究

在新型近β医用钛合金Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb(TLM)表面用微弧氧化法制备一层多孔薄膜,利用XRD、SEM、EDS考察了微弧氧化膜的晶相组成、表面微观形貌和元素特征,并通过体外模拟体液(SBF)浸泡和成骨细胞培养试验研究该微弧氧化膜的骨诱导活性。结果表明,TLM合金表面的微弧氧化薄膜主要由金红石型和锐钛矿型TiO2组成,金红石型TiO2所占比例较大。该微弧氧化膜是一种含钙磷元素、多孔、具有陶瓷特性的混合物,微孔布满整个膜层,且在内部相互交联相通,微弧氧化薄膜与TLM基体间的结合强度为43 MPa。该微弧氧化薄膜在模拟体液中可诱导生成活性羟基磷灰石,磷灰石沉积层与微弧氧化薄膜间的结合强度为31 MPa。细胞培养结果显示,成骨细胞能够在微弧氧化膜表面很好地黏附和生长。     

Na2WO4浓度对ZAlSi12Cu2Mg1微弧氧化陶瓷膜特性的影响

对4种不同Na2WO4浓度的ZAlSi12Cu2Mg1进行微弧氧化处理,研究浓度对微弧氧化陶瓷膜特性的影响。利用能谱仪分析陶瓷膜表面元素含量,扫描电镜观察表面形貌,同时测试膜厚、硬度和极化曲线。结果表明,随着Na2WO4浓度的升高,微弧陶瓷膜表面W元素含量由1.25%增加到3.52%;陶瓷膜表面孔洞数量减少,孔洞直径变大,表面变得平滑;陶瓷膜厚度和硬度增加,耐蚀性降低,Na2WO4的最佳添加量为2g/L。     

碱处理对钛合金表面微弧氧化涂层中磷灰石形成的影响（英文）

使用3种不同浓度的氢氧化钠溶液对钛合金表面的微弧氧化涂层(MAO)进行改性处理,以提高微弧氧化涂层的生物活性。通过分析经不同浓度碱溶液处理后样品的微观形貌、化学成分、相组成、表面粗糙度、接触角和磷灰石的形成程度等因素,研究碱处理对微弧氧化涂层的影响。实验结果表明,碱处理后的微弧氧化涂层中生成了Na2Ti6O13和Na2Ti3O7相,这两相的生成增加了微弧氧化涂层的表面粗糙度,减小了模拟体液与涂层的接触角。因此,采用不同浓度碱处理能够促进微弧氧化涂层中磷灰石的形成,使涂层表面的生物活性增加。     

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。     

含Li_2CO_3的电解液中形成ZAlSi12Cu2Mg1合金微弧氧化膜的表征

在Na2SiO3+NaOH体系电解液中加入Li2CO3调整电解液组成,对ZAlSi12Cu2Mg1合金进行微弧氧化。利用涡流测厚仪、XRD、SEM、EDS对氧化膜进行表征。结果表明:Li2CO3含量从4.0g/L增加到6.0g/L,膜层厚度从71μm增加到126μm;微弧氧化过程中,随氧化时间的延长电流呈下降趋势,且随着Li2CO3含量的增多,电流下降速率增大;SEM分析可知,随Li2CO3加入量的增加试样表面氧化膜的粗糙程度先降低后增加,膜层表面微孔数量减少,孔径增大,呈现出的熔融状态更为明显;XRD分析表明,氧化膜主要由Mullite和Al2O3相组成。由EDS分析可知,氧化膜表面主要分布有O、Al和Si及少量的Na和Mg元素。     

LY12铝合金微弧氧化尺寸变化及膜层相组成

采用螺旋测微器并结合涡流测厚仪,研究了LY12铝合金微弧氧化过程中的尺寸变化.在质量浓度为100 g/L的Na2SiO3溶液中,在电压为550 V、电流为25 A、氧化时间为75 min条件下,获得了厚度为30μm的稳定的陶瓷膜层.采用X 射线衍射仪及扫描电镜并结合能谱仪研究了膜层的相组成、形貌及元素分布;分析了膜层相组成的形成机理.研究表明,微弧氧化使试样尺寸变大、基体尺寸变小,膜层外延生长和基体损耗的厚度是等距离的.膜层是由膜层基体和大量的直径只有几微米的孔洞组成,主要包含O、Si和Al元素;组成相包含非晶相和晶相,非晶相包含Al2O3和SiO2,晶相为Al相.膜层显微硬度(HV)为2 200.     

脉冲频率对医用钛合金微弧氧化膜微观结构和性能的影响

在Na2Si O3溶液体系中利用微弧氧化法制备钛合金微弧氧化陶瓷层。采用扫描电镜、X射线衍射仪、UNMT-1材料表面微纳米力学测试系统等技术手段研究不同脉冲频率下陶瓷膜的表面形貌、组成、微观摩擦磨损性能和耐蚀性能。结果表明:膜层表面有大量微孔,膜层主要由锐钛矿相和金红石相Ti O2组成。随脉冲频率的升高,陶瓷膜表面孔隙率先增大后减小、平均孔径先减小后增大,膜层厚度逐渐减小。在脉冲频率为700 Hz时,膜层表面平整、孔隙分布均匀,孔隙率达到最大值、平均孔径达到最小值,其数值分别为11.04%和0.86μm,此时,膜层耐磨性和耐蚀性较好。