微弧氧化处理对AZ91D镁合金腐蚀行为的影响

采用碱性硅酸盐溶液,在AZ91D镁合金试样表面制得微弧氧化膜,并利用电化学阻抗方法对镁合金及微弧氧化处理试样在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为进行比较研究.结果表明,镁合金经微弧氧化处理后,腐蚀电位和膜层阻抗均有一定程度的提高.但在浸泡过程中,微弧氧化处理试样的电化学参数呈现出不同的变化规律,初期波动较大,后期则逐渐降低,趋向稳定.     

AZ91D镁合金微弧氧化膜的腐蚀行为研究

利用双向全波脉冲电源对AZ91D镁合金在硅酸盐体系中进行了微弧氧化处理,通过电化学阻抗谱(EIS)测试、极化曲线分析并结合XRD和SEM等分析方法对微弧氧化处理的镁合金腐蚀行为进行了研究.结果表明,微弧氧化膜表面分布着几微米的微孔,微弧氧化膜中主要含有MgF2,Mg2SiO4和Al2O3.AZ91D镁合金经过微弧氧化处理之后,耐蚀性能明显提高,自腐蚀电流密度降低3个数量级,自腐蚀电位高出约300 mV,阻抗值高出3个数量级,研制的微弧氧化膜对镁合金具有很好的防腐保护性能.     

压铸镁合金AZ91在不同电解液中的微弧氧化

综述了近年来国内外压铸镁合金AZ91微弧氧化研究的进展和现状,着重介绍包括磷酸盐体系、硅酸盐体系、铝酸盐体系和复合盐体系在内的不同电解液体系下影响压铸镁合金AZ91微弧氧化陶瓷膜性能的因素,并指出了今后压铸镁合金AZ91微弧氧化研究工作重点。     

AZ91D镁合金微弧氧化膜耐蚀性的试验研究

研究了AZ91D镁合金微弧氧化膜在复合铝酸盐溶液中的耐蚀性。利用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）分析了AZ91D镁合金微弧氧化膜的物相和表面形貌;利用IM6e型电化学工作站测量了氧化膜的电化学阻抗和稳态电流／电位极化曲线;利用CMB-1501B型便携式瞬时腐蚀速度测量仪测量了氧化膜的腐蚀电流密度Icorr和年腐蚀深度MMA。试验结果表明,微弧氧化的镁合金耐蚀性提高了2～3个数量级,镁合金微弧氧化膜主要由MgO、MgAl2O4、Al12Mg17组成。     

电流密度对AZ91D镁合金微弧氧化膜性能的影响

采用不同的氧化电流密度（20 mA/cm^2、50 mA/cm^2、70 mA/cm^2、100 mA/cm^2）,在碱性硅酸盐溶液中镁合金AZ91D表面制得了一系列的微弧氧化膜,并且利用体视显微镜方法、X射线衍射方法和电化学阻抗方法对膜层的表面形貌、结构组成以及电化学阻抗等性能进行了比较研究.结果表明,氧化电流密度越高,膜层的生长速度越快,膜层的晶化程度越高,但是膜层的粗糙度和孔隙率升高,阻抗反而下降.膜层的阻抗性能不是由膜层的总厚度决定,而是主要取决于氧化膜的致密程度.     

AZ91D压铸镁合金微弧氧化的工艺研究

为了探索AZ91D压铸镁合金微弧氧化的工艺,研究了两种电解液体系中,恒电流时膜层生长动力学规律.分析了恒定电流密度值的大小、电源脉冲频率以及在溶液中添加NaF对膜层生长速率、表面粗糙度的影响.结果表明:电流密度越大,AZ91D压铸铁合金饭弧氧化膜层的生长速率越快,同时膜层表面粗糙度也会相应增大;频率越高膜层表面粗糙度越小,但频率的变化几乎对膜层的生长速率不产生影响;在溶液中添加NaF,可以明显地提高膜层的生长速率并降低膜层的表面粗糙度.     

AZ91D镁合金微弧氧化膜层性能的研究

在铝酸盐体系电解液中采用微弧氧化技术对AZ91D镁合金进行表面处理。通过扫描SEM、XRD、电化学测试技术等研究了氧化电压和氧化时间对微弧氧化膜层的表面形貌、结构、厚度、耐蚀性的影响。结果表明,随氧化电压的增大和氧化时间的延长,微弧氧化膜层的耐蚀性呈上升趋势,膜层厚度为3~31μm,膜-基结合强度最大值达到42 MPa。     

镁合金微弧氧化陶瓷层耐蚀性的电化学分析

采用IM6e型电化学工作站，测试了镁合金微弧氧化后陶瓷层的电化学阻抗(EIS)、稳态电流／电位极化曲(Steady State1／E Recording)以及Tafel斜率。结合测量结果对微弧氧化处理镁合金的耐蚀性进行分析。结果表明，经过微弧氧化处理后试样的电化学阻抗比未经处理原始试样的电化学阻抗高3个数量级。微弧氧化处理过程中存在一个最佳陶瓷层厚度，当超过或低于这个最佳厚度时，试样的耐蚀性都较差，只有达到这个最佳厚度时，试样的耐蚀性才是最佳的。     

电解液中的稀土对AZ91D镁合金微弧氧化陶瓷层的影响

在硅酸盐碱性电解液中加入稀土Ce和Y的络合物[RECit],利用微弧氧化技术在AZ91D镁合金表面制备了陶瓷层,研究了稀土在陶瓷层中的分布,稀土对陶瓷层厚度、孔隙率、表面形貌、陶瓷层相组成以及耐磨和耐蚀性能的影响.研究结果表明,以络合物形式加入到电解液中的稀土可以进入镁合金微弧氧化陶瓷层,能使陶瓷层变得致密,孔隙率减小、MgO与Mg2SiO4的比例提高,表面更加光滑,但使陶瓷层的厚度减小.电解液中稀土元素的加入,对改善镁合金微弧氧化陶瓷层的耐磨及耐蚀性能有明显作用,稀土络合物的适宜加入量约为0.0035 mol/L.     

NaVO_3对AZ91D镁合金微弧氧化膜的影响

对AZ91D镁合金进行了微弧氧化处理,获得了棕黄色的陶瓷氧化膜层,并研究了不同质量溶度的NaVO3对微弧氧化膜颜色、结构和性能的影响。结果表明,微弧氧化膜层的生长速率随着NaVO3质量溶度的增加逐渐增大,耐蚀性呈先增大后减小的趋势,同时膜层颜色也逐渐变深,但是过量NaVO3的加入不利于反应成膜。EPMA分析表明膜层主要含有Mg、Al、V、O和少量P元素,但含P物相在XRD分析中并没有被检测到,应归因于膜层中P元素含量较少和生成的膜层较薄,使得含P物相在膜层中的沉积量较少。     

AZ91D镁合金微弧氧化膜的制备工艺研究

在NaAlO_2电解液体系中,采用自制微弧氧化成套设备对AZ91D镁合金进行微弧氧化。采用5因素4水平正交设计试验法,以膜层厚度和耐蚀性为指标,综合考察了各因素对膜层结构和性能的影响,确定最佳工艺条件为20g/L NaAlO_2,7g/L Na_2B_4O_7,频率500Hz,正占空比20%,氧化时间30min。对该工艺下制备的微弧氧化膜层进行SEM、XRD分析,膜层含有较多的NaAlO_2、MgO和Al_2O_3晶体相;相对基体而言,微弧氧化膜层耐蚀性提高2~3个数量级。动电位极化曲线及电化学交流阻抗测试进一步表明,AZ91D镁合金微弧氧化后,其耐蚀性明显提高。     

AZ91D压铸镁合金微弧氧化膜层腐蚀行为机理分析

对AZ91D压铸镁合金在硅酸盐体系(MS)、铝酸盐体系(MA)及锆盐体系(MZ)三种不同溶液中的微弧氧化膜层相组成进行了XRD分析,并对经过盐雾腐蚀后的膜层表面形貌进行了SEM分析。发现铝酸盐体系(MA)和硅酸盐体系(MS)中生长的膜层具有点腐蚀特征,抗腐蚀能力较差;而锆盐体系(MZ)中生长的膜层因不存在点蚀现象,其抗腐蚀性能最强。在微弧氧化溶液中添加锆盐,通过微弧氧化反应在膜层中生成含锆的陶瓷可以显著改善膜层耐蚀性。     

影响AZ91D镁合金微弧氧化热损耗率和膜层质量的因素

测量并分析了电解液中NaOH的质量密度、电源频率和反应时间对AZ91D镁合金微弧氧化过程中热损耗率、成膜速率和致密度的影响和作用机理。试验结果表明,在NaOH的质量浓度为2.0g@L、频率为500Hz、反应时间为20min时,分别能使热损耗率降低到8.65%、5.34%、8.63%,且以上各参数值对应的膜层质量能达到最好。     

AZ91D镁合金耐腐蚀性膜层的腐蚀行为

目的 为了获得耐蚀性能更加优异的AZ91D镁合金。方法 研究了铸态、半固态、成膜铸态及成膜半固态AZ91D,在模拟生理盐水(0.9%NaCl)和模拟海水(3.5%NaCl)中的腐蚀特征,并引入分形理论表征其腐蚀程度及均匀性。通过对不同状态AZ91D进行NaCl溶液腐蚀、电化学腐蚀,运用扫描形貌(SEM)和能谱(EDS)分析各状态AZ91D的腐蚀形貌,引入分形理论对各状态AZ91D的腐蚀形貌进行计算及分析。结果 在同一腐蚀时间,各状态AZ91D在模拟海水中出现更多的腐蚀区域,成膜铸态及半固态的腐蚀最早出现于膜层组织的裂纹处。在电化学实验中,随着电解液NaCl质量分数升高至3.5%,未成膜铸态及半固态的腐蚀电位分别从–1.4111 V和–1.4323 V下降为–1.5066 V和–1.5089 V,电流密度分别从6.270×10^–10 A/m²和9.847×10^–10 A/m²上升为4.863×10^–9 A/m²和 8.396×10^–9 A/m²;成膜铸态及半固态的腐蚀电位分别从–1.3884 V和–1.3430 V下降为–1.4856 V和–1.4331 V,电流密度分别从5.854×10^–10 A/m²和8.592×10^–10 A/m²下降为2.050×10^–11 A/m²和1.189×10^–11 A/m²。结论 在分形计算中,随着腐蚀液浓度或腐蚀时间的上升,铸态及半固态AZ91D的腐蚀倾向和腐蚀速率提高;膜层的腐蚀倾向提高,腐蚀速率降低。同时,各状态AZ91D的分形维数DH随腐蚀程度的增加而增大,Δa值随腐蚀均匀性的降低而增大。     

二次电压对AZ91D镁合金微弧氧化封孔的影响

目的提高镁合金微弧氧化膜层的耐蚀性。方法在锆盐体系电解液中对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理,通过调节二次电压对AZ91D镁合金微弧氧化膜层的孔隙进行封闭,采用XRD、SEM和电化学测试分别对微弧氧化膜层的物相、表面形貌和耐蚀性进行了研究。结果二次电压对膜层的相成分没有影响,主要相组成为MgO、MgF_2、ZrO_2、Mg_2Zr_5O_(12)。随着二次电压的升高,膜层表面放电微孔孔径先减小后增大,孔隙率先降低后升高。与没有二次电压相比,施加二次电压的腐蚀电流降低2~3个数量级,极化电阻升高1~2个数量级,耐蚀性明显提高,且当二次电压为160 V时,膜层的极化电阻最高,耐蚀性最好。结论二次电压能够对AZ91D镁合金微弧氧化膜层的孔隙进行封闭,进而阻止腐蚀液通过微孔进入基体,提高膜层的耐蚀性。     

镁合金阳极氧化膜腐蚀过程的电化学阻抗谱研究

采用阳极氧化工艺对AZ91D镁合金进行表面处理，利用电化学阻抗谱（EIS）方法研究AZ91D镁合金阳极氧化膜层在3．5％NaCl溶液中的腐蚀过程。根据腐蚀过程阻抗谱的变化特点，分别采用R（RQ）（RQ）模型和R（Q（R（RQ）））模型的等效电路来拟合阳极氧化膜层在孔蚀诱导期和在孔蚀发展期的电化学阻抗谱图。结果表明：在孔蚀诱导期，随浸泡时间的延长，溶液电阻Rsol和多孔层的电容Yp有所增大，多孔层电阻琊和阻挡层电阻风逐渐减小，弥散效应指数np值基本不变，而阻挡层的电容Yb和弥散效应指数nb无明显的规律性；在孔蚀发展期，随浸泡时间的延长，溶液电阻Rsol，弥散效应指数n1和蚀孔内的反应电阻R2逐渐减小，电容Y1逐渐增大，而蚀孔内溶液电阻R1，蚀孔内阳极金属／介质界面的常相位角元件Q2的电容Y2及弥散效应指数n2无明显的规律性。     

AZ91D镁合金微弧氧化膜微观形貌及形成过程研究

采用扫描电镜和金相显微镜系统研究了系列电压下AZ91D镁合金的表面氧化膜形成过程,讨论了微弧氧化膜层形成规律及成膜机制。结果表明:在试验电压范围内,微弧氧化起弧过程可以分为3个阶段:第1阶段为局部腐蚀与氧化相互竞争阶段,在表面缺陷处首先开始腐蚀,形成疏松的氧化膜,同时伴随水的电解过程;第2阶段为微区放电阶段,表面整体被氧化,形成少量孔洞的较致密氧化膜层,水的电解过程加剧;第3阶段为弧光放电阶段,氧化剧烈,膜层在电弧作用下击穿形成连通的孔洞,且孔洞直径和数量增加。