铝合金微弧氧化陶瓷层的性能研究

利用微弧氧化方法在ＬＹ１２合金基体上制备了厚度达２００μｍ的陶瓷涂层， 对该涂层的使用性能进行了研究。结果表明，铝合金微弧氧化陶瓷层的硬度达１７００ＨＶ以上，划痕临界载荷为４０Ｎ，耐盐雾腐蚀寿命大于２０００ｈ，在一定条件下，其耐磨性能与硬质合金相当。     

氧化石墨烯对铝合金微弧氧化膜层力学和摩擦学性能的影响

为了提高铝合金的耐磨性,在六偏磷酸盐复合电解液中加入不同浓度氧化石墨烯(GO)对铝合金进行微弧氧化(MAO),利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、膜层测厚仪和显微硬度计分析GO对微弧氧化膜层的微观形貌、相组成、元素分布、厚度和显微硬度的影响,重点研究了不同GO浓度下的铝合金微弧氧化膜层的摩擦磨损性能。结果表明：电解液中添加GO纳米颗粒对微弧氧化膜层有显著的影响。Al₂O₃/GO膜层生长速率随GO含量增加而上升,其主要成分是α-Al₂O₃和γ-Al₂O₃。随着GO浓度的增加,微弧氧化膜层的显微硬度相较于纯2A12铝合金明显提高。由于电解氧化过程中C元素掺入膜层界面,Al₂O₃/GO膜层的表面变得致密且光滑,摩擦系数明显下降且耐磨性提高。该方法为强化铝合金表面耐磨提供了新思路,对拓展铝合金的应用具有重要意义。     

阳极氧化法制备Ta2O5绝缘膜及性能研究

采用阳极氧化法在纯Ta表面制备绝缘性优良的Ta2O5介质膜,分析阳极氧化制备Ta2O5膜的基本机理,讨论不同电解液、阳极氧化电压及热处理等工艺参数对Ta2O5膜性能的影响.利用XRD、EDS和AFM分析薄膜的组织结构和表面形貌,超高阻微电流测试仪测试Ta2O5绝缘膜漏电流特性和耐击穿电压,结果表明,磷酸电解液中添加适当乙二醇溶液能有效地防止"晶化",阳极氧化电压在125～150V范围内制备Ta2O5绝缘膜耐击穿电压能力强,经350℃/60min大气气氛下热处理Ta2O5薄膜,内部结构致密,能有效提高Ta2O5绝缘膜耐击穿电压.     

氧化钕对2A12铝合金微弧氧化膜层性能的影响

在含有不同浓度氧化钕（Nd₂O₃）微粒的电解液中,利用微弧氧化技术在2A12铝合金表面制备膜层。研究不同浓度的Nd₂O₃微粒对微弧氧化膜层硬度、厚度以及膜基结合力的影响,为通过微弧氧化在2A12铝合金表面制备性能良好的膜层提供理论依据。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）分析了膜层截面形貌和膜层的相组成,采用TT-230涡流测厚仪、HVS-1000数字维氏硬度仪和MFT-4000型多功能材料表面性能试验机分别对膜层厚度、硬度和膜基结合力进行测试。结果表明：膜层主要由α-Al₂O₃、γ-Al₂O₃和SiO₂相组成;随着Nd₂O₃微粒浓度的增加,膜层硬度、厚度和膜基结合力均呈现出先增加后减小的趋势,并且在Nd₂O₃微粒浓度为0.3 g/L时,膜层的显微硬度、厚度和膜...     

不同厚度铝合金微弧氧化陶瓷层摩擦学性能研究

采用球-盘磨损实验方法,研究了不同厚度2A12铝合金微弧氧化陶瓷层的摩擦学特性及其磨损性能,用SEM观察陶瓷层的表面形貌、截面显微组织以及磨损后的形貌,XRD研究陶瓷层的相组成.研究表明,随氧化时间延长,样品表面膜厚度趋于均匀,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,随氧化时间的延长、厚度增大,γ-Al2O3相在陶瓷层中的含量逐渐减少,而高温态、高硬度的α-Al2O3相的含量随氧化时间的延长逐渐提高,陶瓷层的平均硬度逐渐增大;未磨光、有疏松层的陶瓷层的磨损失重和磨损速率随微弧氧化时间的延长、厚度增大均增大,而磨光、去除疏松层的陶瓷层的磨损失重和磨损速率则均逐渐下降;磨痕的形状均为滑动方向上呈现片状鱼鳞、沟槽,为黏着磨损特征,磨痕未见裂纹.     

氧化时间对铸造铝合金微弧氧化膜耐磨性能的影响

为了提高铸铝合金的使用寿命,以六偏磷酸钠、氢氧化钠和钨酸钠作为电解液,采用恒流双向脉冲电源在ZL101A铝合金表面制备了微弧氧化膜。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、摩擦磨损试验等研究了氧化时间对膜层耐磨性能的影响。结果表明:在该电解液中,随着氧化时间的增加,不稳定的γ-Al_2O_3相逐步转化为稳定的α-Al_2O_3相,表面粗糙度也随之增加,硬度和耐磨性也随之先增加后降低,在20 min时制备的膜层硬度较高,具有较好的耐磨性。     

LY12铝合金微弧氧化膜在海水中的摩擦学性能

为了提高铝合金在海水中的耐磨性,对LY12铝合金进行微弧氧化,采用扫描电镜、X射线衍射仪观察微弧氧化膜形貌并分析其成分;采用UMT-2型摩擦磨损试验机研究了微弧氧化膜在人造海水中的摩擦学性能。结果表明:LY12铝合金表面的微弧氧化膜由致密内层和疏松外层组成,在人造海水中微弧氧化膜的摩擦系数比LY12铝合金的低,摩擦磨损达到稳定状态后,前者的平均摩擦系数约为后者的1/3,微弧氧化膜能有效提高LY12铝合金在海水中的耐磨性。     

铝合金常温脉冲硬质阳极氧化膜性能的研究

采用正交试验研究了添加剂、电解液温度、电流密度、占空比等对常温脉冲硬质阳极氧化膜硬度、厚度及耐腐蚀性的影响，确定了最佳工艺条件。结果表明，新工艺提高了硬质氧化膜的硬度和生成速度，并将氧化温度提高到了30℃。在最佳工艺条件下，氧化膜硬度为516HV，厚度为0．0342mm。点滴试验表明，脉冲硬质阳极氧化膜耐腐蚀性能优异。     

铝合金表面阳极氧化处理及膜层的散热性能

通过阳极氧化在铝合金表面制备氧化铝薄膜,可提高铝基板绝缘及散热性能,是一种理想的发光二级管(LED)封装基板。在平行对电板模式下,采用直流电源,分别在硫酸和草酸体系中在1A90铝板表面制备了均匀、有序、纳米级孔洞结构的氧化铝薄膜。通过扫描电镜观察氧化膜的形貌并测量膜厚,采用高压电源测试了氧化膜的击穿电压。通过定值电阻通电模拟了LED放热,测试了氧化膜铝基板的散热能力。研究了电流密度、电解液类型及浓度、电极间距对氧化膜表面形貌、电绝缘及散热性的影响。结果表明:硫酸和草酸溶液中,随电流密度增加,氧化膜孔洞逐渐变大,孔壁变薄,当电流密度过大时,氧化膜表面杂乱无章;随电流密度增加,膜厚先增后减,电解液浓度对氧化膜形貌影响较小;硫酸溶液中所得氧化膜更致密、更厚;采用0.8 mol/L硫酸溶液,电极间距为7.5cm,电流密度为5.3 A/dm2时,可制备厚24μm,孔径约25 nm的氧化膜,其击穿电压达2.46 kV,散热性能良好。     

2A96铝合金表面阳极氧化及性能研究

针对铝合金表面极易氧化生成结构疏松、耐腐蚀性差的氧化膜问题,利用阳极氧化法对2A96铝合金表面进行防腐蚀处理。通过改变阳极氧化实验中的氧化电压,在2A96铝合金表面制备不同的阳极氧化膜;利用金相显微镜观察各个阳极氧化膜的表面形貌、测厚仪测量其厚度、显微硬度计测定其硬度、点滴实验获取其点滴时间、电化学工作站获取其极化曲线和交流阻抗谱,进而对阳极氧化膜的耐腐蚀性进行研究。结果表明,在所测电压范围(8～16 V)内,随着电压的升高,阳极氧化膜的厚度、硬度、点滴时间也逐渐增加,耐腐蚀性能也随之增强。2A96铝合金经过表面阳极化处理后,其性能显著提高。     

加载路径对5A06铝合金力学性能和微观组织的影响

目的 通过力学性能测试和微观组织表征等手段研究预加载方向和双向加载对5A06铝合金组织性能的影响。方法 分别沿轧制方向(RD)和垂直于轧制方向(TD)施加预变形,然后沿RD进行拉伸试验,对比研究预加载方向对合金力学性能的影响。通过双向拉伸试验研究合金在双向加载时力学性能的变化情况;采用透射电镜观察预加载和双向加载条件下典型试样内的位错组态,分析加载路径对位错组态的影响。结果 预加载使5A06铝合金的屈服强度提高,伸长率下降。与RD预加载相比,TD预加载对屈服强度和伸长率的影响更小,TD预加载试样的抗拉强度更高。不同预加载方向下试样的位错组态不同:预加载与二次加载方向一致会使位错沿单一方向塞积;预加载与二次加载方向垂直时会出现平行位错列交错缠结现象。双向加载时,不同加载比例下合金的应力–应变关系不同,加载比例越接近等比例双向拉伸情况,加工硬化系数越大,在等比例双轴拉伸时达到最大。在应力状态从单拉状态变化到等双拉状态的过程中,不同阶段屈服点间隔不同,在等比例双轴拉伸时达到最大,在单向拉伸时最小。对于不同加载比例的试样,其位错密度随中心区应变量的增大而增大。结论 预加载方向会显著影响5A06...     

铸铝材料微弧氧化表面改性

微弧氧化是近几年发展起来的一项材料表面改性技术，用微弧氧化技术处理铸铝材料在其表面可以形成几十至上百微米的陶瓷氧化层。经X射线衍射分析该氧化层具有α相和γ相Al2O3结构，使表面硬度提高到800—1000HV，大大改善了铸铝表面的耐磨、耐蚀、耐压绝缘和抗高温冲击特性，在发动机活塞和电熨斗中得到了很好的应用。     

高韧性高强度5A06铝合金焊接接头的力学性能

为提高5A06铝合金氩弧焊接接头的综合力学性能,本文开展了高韧性高强度焊丝研究,通过拉伸和疲劳性能测试以及断口分析研究了4mm厚5A06铝合金钨极氩弧焊对接接头的抗拉和疲劳强度以及断裂行为。结果表明,所研制的焊丝兼具高抗拉强度和疲劳强度,焊接接头抗拉强度最高达341MPa,断裂延伸率14.9%,较商用ER4043焊丝提高了32%和30.2%;2×106次循环次数对应95%存活率的疲劳强度特征值最高达44MPa,高出国际焊接学会(IIW)推荐值37%。     

5A06铝合金TIG丝材-电弧增材制造工艺

选用Φ1.2mm的5A06铝焊丝为成形材料,研究TIG丝材-电弧增材制造工艺。以TIG焊机为电源(交流模式),以四轴联动数控机床为运动机构,研究单层和多层成形时预热温度和电流对成形形貌的影响,观察成形件微观组织,并测试其力学性能。建立了单层单道基板预热温度和电弧峰值电流工艺规范带判据,以保证良好成形。结果表明:成形件的高度从第一层的3.4mm急剧下降,直到第8层后高度稳定在1.7mm。层间组织为细小的树枝晶和等轴晶;层间结合处组织最粗大,为柱状树枝晶;顶部组织最细小,由细小的树枝晶转变为等轴晶。成形件的力学性能各向同性,抗拉强度为295MPa,伸长率为36%。     

5A06 铝合金板材超塑气胀成形数值模拟

目的改善5A06铝合金板材超塑性气胀成形件壁厚分布。方法采用MARC有限元分析方法,对商业供货态5A06-O铝合金板材(原始厚度为2 mm)的超塑性成形进行数值模拟分析。结果优化后的反吹预减薄变形,使杯形件最终壁厚分布大大改善,最薄处壁厚从单纯正吹胀形时的0.65 mm提高到了0.94 mm,壁厚均匀性指数达到0.079。结论合理的反胀形模具可以增加最小壁厚,达到提高壁厚均匀性的目的。     

铸铝合金脉冲氧化工艺研究

为了提高铸铝合金阳极氧化膜的性能,通过极化曲线、膜层厚度和显微硬度等测试手段研究了硫酸浓度、氧化电流密度、脉冲参数、时效处理等因素对铸铝合金氧化膜厚度、硬度、氧化膜耐蚀性的影响.结果表明,负向电流能有效提高氧化膜的耐蚀性,氧化电流大小对氧化膜厚度起决定作用,对硬度影响显著.时效处理对氧化膜耐蚀性、膜厚、表面硬度都有显著影响.脉冲频率的提高和氧化液硫酸浓度的降低有助于膜层硬度的提高.通过试验得到了各工艺参数对氧化膜性能的影响规律,为工业应用提供了参考.     

铝合金表面微弧氧化耐磨润滑涂层

介绍了铝合金表面微弧氧化技术的工艺过程、反应机理和结构特征。对应用微弧氧化技术制备具有润滑性能的高硬度耐磨、防腐蚀氧化铝涂层及其应用进行了初步探讨。     

铝合金阳极氧化对氧化膜显微硬度和粘接性能的影响

为了获得膜层显微硬度和粘接强度都较高的铝合金阳极氧化工艺,通过阳极氧化在2024铝合金表面制备氧化膜,根据正交试验来确定氧化工艺参数对铝合金阳极氧化膜显微硬度和粘接性能的影响,采用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)等分析氧化膜的相组成、化学组成和表面形貌,并研究电流密度对氧化膜厚度的影响以及氧化膜厚度对膜层显微硬度和粘接强度的影响。结果表明:氧化工艺参数对氧化膜显微硬度的影响程度为电流密度电解液中H_2SO_4浓度氧化时间;采用2种胶粘剂粘接后,氧化工艺参数对氧化膜粘接强度的影响程度有所不同,然而电流密度均为最主要的影响因素;经过阳极氧化处理,铝合金表面的显微硬度和粘接强度均有很大提高,快固结构胶的粘接强度比改性丙烯酸酯胶的高;铝阳极氧化膜的厚度随电流密度增加而增大,在适宜的电流密度范围内氧化膜厚度的增加会导致膜层显微硬度和粘接强度的增大;氧化膜的相组成为非晶结构,主要元素为Al和O,均不因电流密度的变化而变化;铝合金阳极氧化膜表面形貌的优劣、孔隙率与氧化膜显微硬度及粘接强度的大小密切相关。     

Influence of Electrolytes on the Microstructure of Microarc Oxidation Coatings on Ti—6Al—4V Alloy

Dense ceramic oxide coatings of about 50μm may be prepared on Ti-6Al-4V alloy surface by alternating-current microarc oxidation in aluminate and silicate solutions, respectively.Their phase constituent and microstructure sere characterized using X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy(SEM). The results show that the electrolytic ions have incorporated into the interior of the coatings.The coating formed in aluminate solution is composed of the rutile TiO2 and TiAl2O5 phases rather than the rutile, anatase and amorphous SiO2 phases for the coating formed in silicate solution.However,TiAl2O5 content in the outer layer of the two coatings is much higher than in the inner layer.It is suggested that all these oxides may result from a rapid solidification of the molten coating in the microarc discharge zone.     

铝合金硬质阳极氧化膜厚度及显微硬度测试方法研究

为了提高铝合金部件的耐磨性能,延长其使用寿命,对铝合金进行硬质阳极氧化处理,试验表明,正确进行氧化膜厚度及硬度测试是确保硬质氧化顺利进行的关键.