SiCp/Al复合材料微弧氧化膜的组织结构及性能

采用微弧氧化技术对SiC体积分数分别为17vol%和55vol%的两种SiCp/Al复合材料进行处理。分析了两种材料微弧氧化膜的组织、形貌、相组成,测定了膜层的粗糙度、显微硬度、结合力,考察了膜层的耐磨和耐蚀性。结果表明:SiC的含量对SiCp/Al复合材料微弧氧化膜的表面形貌、粗糙度、相组成、结合力及摩擦磨损性能均有影响。17vol%SiCp/2009Al复合材料的微弧氧化膜较55vol%SiCp/6061Al复合材料更平整,微孔大小更均匀。55vol%SiCp/6061Al复合材料的微弧氧化膜的粗糙度(3.308 μm)比17vol%SiCp/2009Al复合材料(2.140 μm)大,表面熔融物堆积更多。两种材料的微弧氧化膜中均含有Al、Si、O、C、W等元素。55vol%SiCp/6061Al复合材料的微弧氧化膜中Mullite(SiO₂-Al₂O₃)相、α-Al₂O₃相、β-Al₂O₃相较多。17vol%SiCp/2009Al复合材料的微弧氧化膜的结合(38.55 N)较55vol%SiCp/6061Al(11.5 N)复合材料好。55vol%SiCp/6061Al复合材料的微弧氧化膜摩擦系数较大,磨损较严重。微弧氧化处理能有效改善两种SiCp/Al复合材料的耐蚀性。      

电解液对微弧氧化陶瓷膜结构与耐蚀性的影响

在3种不同的电解液体系中,利用微弧氧化技术在AZ91D镁合金表面原位生长了陶瓷膜．通过扫描电镜、X射线衍射、电化学分析等方法研究了陶瓷膜的形貌特征、相结构及耐府蚀性能．研究表明,在相同反应条件下,不同电解液体系中生成的陶瓷膜结构和性能不同,硅酸钠体系中生成的陶瓷膜厚度大、偏铝酸钠体系中生成的陶瓷膜较薄,偏铝酸钠与硅酸钠的混合体系中生成的陶瓷膜致密、耐腐蚀性能较好．三体系中生成的陶瓷膜中都含有MgO,偏铝酸钠体系陶瓷膜中含有MgAl2O4、硅酸钠体系中含有Mg2SiO4,混合体系中则这两种物质都存在．     

不同电解液体系中SiCp/Al基复合材料微弧氧化膜层的组织与性能

在(NaPO₃)₆,Na₂SiO₃-NaOH和NaAlO₂-NaOH三种电解液中,采用微弧氧化技术在SiC_p/Al基复合材料表面制备微弧氧化膜层。使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)对膜层组织结构及相组成进行表征,并通过摩擦磨损实验及电化学工作站分析基体及膜层的耐磨性和耐蚀性。结果表明：三种电解液中均能制备出均匀的微弧氧化膜层,NaAlO₂-NaOH中制备的膜层粗糙度和厚度最大。三种电解液中制备的膜层物相有差异。微弧氧化提高SiC_p/Al基复合材料的显微硬度,其中NaAlO₂-NaOH中制备的膜层硬度达到1125HV。微弧氧化可降低SiC_p/Al基复合材料的摩擦因数,综合摩擦因数及磨损情况,NaAlO₂-NaOH中制备的微弧氧化膜层的耐磨性较好。三种电解液中制备的微弧氧化膜层均能改善SiC_p     

SiCP/ 2024 铝基复合材料表面微弧氧化膜组织结构及其耐蚀性

对SiC_P/ 2024 铝基复合材料进行微弧氧化表面处理, 分析了陶瓷膜截面的显微组织、成分分布, 测量了其相组成和硬度分布, 并比较了氧化前后极化曲线的变化。结果表明, 在硅酸盐溶液中获得的陶瓷膜由莫来石、α-Al₂O₃ 、γ-Al₂O₃ 晶态相和SiO₂ 非晶相组成, 残留的SiC 增强体很少, 膜与复合材料呈现良好的冶金结合。膜具有两层结构, 外层Si 含量较高并主要来自电解液, 而内层膜里莫来石的形成同SiC 增强体氧化密切相关。微弧氧化处理后, SiC_P / 2024 铝基复合材料的抗腐蚀能力得到很大提高, 这归因于形成了一层完整连续的氧化膜。      

占空比对SiCp/Al基复合材料微弧氧化膜层组织及性能的影响

以NaAlO₂+NaOH为电解液体系,在恒压模式下对SiC体积分数为45%,粒径为5μm的SiCp/Al基复合材料表面进行微弧氧化处理,研究了占空比对SiCp/Al基复合材料微弧氧化膜层组织及性能的影响。用SEM分析微弧氧化膜层的形貌;用X射线衍射仪分析膜层的相组成;采用粗糙度仪、维氏硬度仪、划痕仪对膜层粗糙度、显微硬度及结合力进行了分析;用电化学工作站分析膜层的耐蚀性。结果表明：随着占空比的增大,微弧氧化膜层变得连续,厚度呈现增加趋势,粗糙度逐渐增加,孔隙率逐渐降低。占空比对微弧氧化膜层的物相有一定影响。SiCp/Al基复合材料微弧氧化膜层与基体的结合力随占空比的增加先增大后减小。不同占空比下制备的微弧氧化膜层均能提高SiCp/Al基复合材料的耐蚀性,占空比为70%时制备的微弧氧化膜层耐蚀性最好。     

微弧氧化处理对多孔Ti-15Mo合金显微结构、耐磨性和耐蚀性的影响

在铝酸盐电解液中对多孔Ti-15Mo合金进行微弧氧化表面改性。利用SEM和XRD研究多孔合金微弧氧化涂层的显微结构和相组成。采用显微硬度计、动电位极化曲线和球-盘摩擦磨损仪分析微弧氧化处理对多孔Ti-15Mo合金硬度、耐蚀性和耐磨性的影响。结果表明,微弧氧化处理未改变多孔Ti-15Mo合金原有的孔隙率和孔径,在合金表面和孔隙内壁呈现典型的粗糙多孔微弧氧化形貌。微弧氧化涂层主要由金红石TiO_2和Al_2TiO_5相组成。经微弧氧化处理后,多孔Ti-15Mo合金的表面显微硬度提高了32%,摩擦系数降低了近50%,磨损率大幅度下降,磨损机制由磨粒磨损转变为粘着磨损。微弧氧化处理后多孔Ti-15Mo合金的耐蚀性较基体提高了近1个数量级,微弧氧化陶瓷涂层的保护效率高达90.78%。     

电解液对铝微弧氧化膜相结构及性能的影响

在Na2SiO3和NaAlO2两种电解液体系中用微孤氧化法制得铝氧化膜.采用扫描电镜、X射线衍射和电化学分析等对铝氧化陶瓷膜的表面形貌、相结构及耐蚀性进行了分析研究,结果表明:两种体系下生成的氧化膜均由α-Al2O3和γ-Al2O3相组成,Na2SiO3体系下形成的氧化膜中α-Al2O3相的含量更多;陶瓷膜表面有大量的类似火山口的等离子放电产物和明显的放电通道,Na2SiO3电解液中形成的氧化膜放电通道闭合得较好;由恒电位极化可以看出微弧氧化陶瓷膜具有良好的耐蚀性,Na2SiO3体系下生成的氧化膜耐腐蚀性能更好一些.     

Ti6Al4V微弧氧化膜的生物相容性

采用微弧氧化(MAO)手段在Ti6Al4V表面制备TiO2陶瓷膜层,结合水热处理(HS)方法诱发膜层内生成羟基磷灰石(HA);以抗凝血性能、抗溶血性能、抗血小板黏附和材料的细胞毒性为指标,对Ti6Al4V基体合金、具有微弧氧化陶瓷膜层的Ti6Al4V合金和经水热合成处理后的Ti6Al4V微弧氧化膜层样品进行生物相容性综合评定。结果表明,经微弧氧化和水热合成处理后样品表现出优异的抗溶血性,良好的抗凝血性和血小板黏附以及无毒性,说明Ti6Al4V合金表面生成的羟基磷灰石复合薄膜赋予材料表面良好的生物相容性。     

硅酸盐-六偏磷酸钠电解液中锆合金的微弧氧化及膜的耐磨性

锆合金广泛用于核工业,也是潜在的生物医用材料,然而其表面性能需要改善。为此,开发了硅酸盐-六偏磷酸钠电解液,采用双脉冲微弧氧化技术在Zr-2锆合金上生成较厚的膜层,并运用扫描电镜（SEM）、能谱仪和X射线衍射仪（XRD）分析了膜层的形貌和组成,并考察了膜层的耐磨性。结果表明:微弧氧化60 min可以生成厚120μm左右的膜层,相组成主要是单斜氧化锆（m-ZrO₂）,含少量的四方氧化锆（t-ZrO₂）;微弧氧化20 min的膜层在20 N下很快被磨穿;而微弧氧化60 min的膜层在20 N下干摩擦1 800 s后未失效,其耐磨性相对于基体大大提高。     

电解液组分浓度对ZK60镁合金微弧氧化膜的影响

采用酸性电解液微弧氧化,对环境有污染.为此,采用环保型的Na2SiO3-NaOH碱性电解液体系对ZK60镁合金进行了微弧氧化,研究了电解液组分浓度对微弧氧化膜耐腐蚀性的影响.结果表明:电解液中NaOH浓度越低,微弧氧化膜层的耐蚀性越好,粗糙度越小,成膜越均匀;随着Na2SiO3浓度增加,微弧氧化膜厚度增加,腐蚀电流变小,耐蚀性提高.     

Ti6Al4V合金表面耐磨涂层的研究进展

评述了Ti6Al4V合金表面耐磨涂层的最新研究进展，特别对新的微弧氧化陶瓷涂层予以关注，并由此提出了深入研究的方向。     

电参数对Ti6Al4V合金微弧氧化陶瓷膜结构特性的影响

采用交流微弧氧化法于Na₂SiO₃-KOH-(NaPO₃)₆。溶液中在Ti6A14V表面形成了氧化物陶瓷膜.研究了微弧氧化电压与频率对陶瓷膜的生长速率、组织形貌和相组成的影响.结果表明:随电压的升高或频率的减小,膜层的生长速率增加,膜层的表面质量变得粗糙.相对致密均匀的膜层主要由TiO₂(锐钛矿相及金红石相)相组成,电压与频率电参数影响膜层的相组成,随电压的升高和频率的减小,膜层中锐钛矿相TiO₂的相对含量减小,金红石相TiO₂的相对含量增加,并成为主晶相.     

镁合金微弧氧化膜的耐蚀性及其在腐蚀介质下的磨损行为

在硅酸盐电解液体系中,采用电流密度为40mA/cm2的脉冲电流模式对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理,在其表面获得均匀的陶瓷膜层。随后对膜层的形貌、耐腐蚀性及其在腐蚀介质下的摩擦磨损行为进行了研究;结果表明:微弧氧化膜具有双层结构(疏松层和致密层),表面均匀,局部有裂纹;微弧氧化处理提高了镁合金的耐腐蚀性,经微弧氧化处理后试样的自腐蚀电位升高了94mV;在腐蚀环境下,膜层的耐磨性会降低,膜层磨损的机理随载荷大小不同而改变,小载荷时主要是磨粒磨损,高载荷时主要是结合力破坏而导致的剥层磨损。     

原位合成Al-Cr/Al复合材料及耐腐蚀性研究

本文采用超声辅助制备Al-Cr/Al原位复合材料。利用XRD、EDS对复合材料进行物相分析,应用扫描电镜观察增强体颗粒的大小、形貌和分布,并研究了复合材料的耐腐蚀性。结果表明,通过超声辅助制备的Al-Cr/Al原位复合材料中增强体颗粒呈多边形,尺寸细小,分布均匀;Al和Cr在高温下反应生成金属间化合物,这些金属间化合物会相互扩散,形成均匀的混合增强相;Al-Cr金属间化合物具有良好的耐腐蚀性,打断了基体的连续性,对腐蚀的深入和扩展有很强的抑制作用。复合材料的耐腐蚀性与增强体颗粒的含量、分布有关。     

铝合金微弧氧化陶瓷膜的性能研究

利用扫描电子显微镜SEM、透射电子显微镜TEM等手段分析了LY12铝合金微弧氧化膜的组织形貌,对氧化膜硬度、成膜合金的弯曲强度以及油润滑条件下氧化膜的摩擦学行为进行了研究.结果表明,微弧氧化膜的致密层由单晶和多晶的γ-Al2O3构成,晶粒大小可达几百纳米.氧化膜具有很好的韧性,其弹性恢复可达45%,远高于铝合金.随着氧化膜厚度的增加,成膜合金的弯曲强度逐渐升高,电流密度对弯曲强度的影响不大.在油浸泡条件下,氧化膜摩擦系数和磨损量较干摩擦条件下显著降低.     

TiCp/Ti6Al4V复合材料的耐磨性及磨损机制

为表征颗粒增强钛基复合材料在恶劣的磨粒磨损条件下的磨损行为,对熔铸法制备的TiCP/Ti6Al4V进行了磨粒磨损条件下的耐磨性试验,并利用SEM、EDX等技术分析了复合材料的磨损过程及磨损机制.研究表明:TiCP/Ti6Al4V复合材料的抗磨粒磨损性能,总体上随TiC颗粒体积分数的增加而提高,载荷越大、磨损时间越长,复合材料越容易表现出优异的耐磨性能;TiC的形态影响着耐磨性的提高,细小颗粒状或羽毛状TiC单位体积增加对耐磨性的贡献,比枝晶状TiC单位体积增加对耐磨性的贡献大约3.5倍;复合材料在磨损初始阶段,其磨损机制以形成犁削和磨沟为主,形成一次磨屑,随着增强相含量的提高,一次磨屑逐步减少,磨损以犁沟和剥层磨损为主,需要磨粒的反复作用才能形成磨屑,因此,耐磨性得到提高.     

MgO纳米颗粒对AZ31B镁合金微弧氧化涂层耐磨和耐蚀性的影响

为了进一步改善AZ31B镁合金的耐磨和耐蚀性能,采用微弧氧化技术且在电解液中添加质量浓度为4g/L的MgO纳米颗粒,制备了氧化物陶瓷膜。采用扫描电子显微镜观察其表面和截面形貌,采用X射线衍射仪测试微弧氧化(MAO)膜的物相组成,利用电化学工作站,盐雾试验箱测试耐腐蚀性,利用球-盘磨损实验测试耐磨性。结果表明:添加MgO纳米颗粒后,膜层孔洞的填充,膜层成分中MgO含量的增加,使腐蚀电流密度降低至4.28×10~(-9) A/cm~2;中性盐雾试验结果表明腐蚀以点蚀和裂纹的形式发生,MgO的嵌入使腐蚀点减少和内部致密层厚度增加,从而使2N荷载、干摩擦条件下样品的摩擦系数和磨损率分别减小至0.228和1.39×10~(-5) mm~3/(N·m),耐蚀性和耐磨性得到改善。     

镁合金微弧氧化工艺条件对陶瓷膜耐蚀性的影响EI

利用交流阻抗研究了微弧氧化电解液组分及浓度、电流密度、处理时间等对镁合金氧化陶瓷膜于3.5%(质量分数,下同)NaCl溶液中的耐蚀性的影响规律,同时对经不同浸泡时间时氧化陶瓷膜的耐蚀性进行了测试,以探讨氧化膜的耐蚀机理。研究得出:随着硅酸钠、氟化钠、甘油含量的增加以及微弧氧化电流密度的增大和处理时间的延长,微弧氧化陶瓷膜的耐蚀性均呈现出先增强后降低的趋势;经一定的腐蚀时间后,微弧氧化陶瓷膜的多孔层最终遭到破坏,而紧密层对防腐蚀起着至关重要的作用。     

Ti-6Al-4V在NaAlO2溶液中微弧氧化陶瓷膜的组织结构研究

利用交流微弧氧化方法在ＮａＡｌＯ２溶液中在Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ合金表面制备出氧化物陶瓷膜,用扫描电镜及能谱仪研究的陶瓷膜的形貌、组织和Ｔｉ、Ａｌ、Ｏ元素的分分布,并用Ｘ射线衍射分析了陶瓷膜的组成,所制备的陶瓷膜与基体办面结合良好,膜厚约５０微米,分为内外两层,外层膜由大量ＴｉＡ１２Ｏ５相及少量金红石型ＴｉＯ２相组成,内层膜的ＴｉＡ１２Ｏ５相含量显著降低,金红石则成为主体相,同时还发现少量ＴｉＯ１．９