镁合金微弧氧化陶瓷层的生长过程及其耐蚀性

利用扫描电镜(SEM)和盐雾腐蚀试验等手段。研究了镁合金微弧氧化陶瓷层不同生长阶段的形貌特征及耐蚀性．结果表明：整个过程可分为三个阶段。即阳极沉积阶段、微弧阶段和局部弧光阶段．阳极沉积阶段是在阳极表面发生团絮氧化膜沉积与扩展的过程；微弧阶段是前期缺陷减少与消失并形成均匀膜层的过程，陶瓷层表面微孔孔径较小，膜层均匀致密；局部弧光阶段形成的放电微孔孔径较大，陶瓷层比较疏松．陶瓷层的耐蚀性则表现出先增后减的变化趋势．在微弧氧化处理8min～12min时，陶瓷层的耐蚀性最好．通过控制陶瓷层不同生长时期的能量分配，尽量延长陶瓷层的均匀生长过程。可以获得到均匀致密的陶瓷层．     

镁合金微弧氧化陶瓷层的耐蚀性

通过NaCl中性盐雾腐蚀试验定性地分析镁合金微弧氧化陶瓷层的耐蚀性，初步研究了陶瓷层表面微观结构对其耐蚀性的影响。结果表明：镁合金微弧氧化陶瓷层的微观组织结构的结合方式和生长方式直接影响其耐蚀性，微弧氧化试样的耐蚀性与陶瓷的厚度有关，陶瓷层厚度的增加并不一定能使其耐蚀性提高。     

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。     

单脉冲模式下电参数对镁合金微弧氧化膜耐蚀性的影响

硅铝复合电解液体系中利用单脉冲工作模式在AZ9ID镁合金表面制备了一系列微弧氧化膜层.采用四因素三水平正交实验研究单脉冲工作模式下电流密度、正占空比、氧化时间和频率对膜层耐蚀性的影响.结果表明:各电参数对膜层耐蚀性的影响程度由高到低排列依次是氧化时间、正占空比、电流密度、频率;制备较优耐蚀性膜层的电参数为:电流密度22 A/dm2,正占空比40％,氧化时间12 min,频率500 Hz;在较优工艺方案下制得的试样与镁合金相比,其自腐蚀电位提高了36.4 mV,腐蚀电流密度下降了1个数量级.     

镁合金微弧氧化技术及其膜的耐蚀性能

本文介绍了微弧氧化技术的几种成膜机理;论证了镁合金微弧氧化膜具有很好的耐蚀性能,且微弧氧化工艺比普通的阳极氧化工艺简单。同时,镁合金的微弧氧化膜层还具有耐磨性、电绝缘性等一些优良性能,这使得微孤氧化技术有广泛的应用前景。     

镁合金微弧氧化-电泳复合膜层的腐蚀性能

镁合金微弧氧化-电泳复合处理作为新型的表面处理工艺,极大地提高了镁合金的耐蚀性,满足了工业化要求。通过考察在不同工艺条件下制备镁合金微弧氧化-电泳复合膜层的耐蚀性,研究其腐蚀机理,结果表明:微弧氧化-电泳复合膜层的耐蚀性取决于有机层的致密性以及复合膜层间的结合状态。致密性越好、结合力越大,复合膜层的耐蚀性越好。     

电流密度对镁合金微弧氧化过程及氧化陶瓷膜性能的影响

在含有硅酸钠、氟化钠、甘油的电解液中以恒电流方式对镁合金进行微弧氧化。考察了电流密度对放电电压、起火时间及陶瓷膜厚度的影响。利用扫描电镜观察了在不同电流密度下形成的陶瓷膜的表面形貌；通过电化学交流阻抗测量了不同电流密度下得到的陶瓷氧化膜的耐蚀性能。结果表明：在恒电流微弧氧化过程中，依据电压．时间曲线，可简单地分为电压持续增长阶段和电压基本稳定阶段，且随着电流密度的增加，曲线斜率逐渐增大：电流密度的增大，可以降低起火时间，增加陶瓷氧化膜的厚度，但对放电电压并没有明显的影响：随着电流密度的增大，陶瓷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；陶瓷氧化膜的耐蚀性随着电流密度的升高呈现先增强后减弱的趋势。     

不同电导率溶液中镁合金微弧氧化陶瓷层的生长规律及耐蚀性

利用扫描电镜(SEM)和盐雾腐蚀试验等手段,研究了镁合金在不同电导率溶液中微弧氧化处理生成陶瓷层的生长规律及耐蚀性。结果表明:随溶液电导率的增大,发生微弧氧化现象的起弧电压减小,微弧氧化陶瓷层厚度表现出近似线性增长,陶瓷层表面微孔数目逐渐减少,微孔孔径逐渐增大,陶瓷层内显微缺陷数量逐渐增多;陶瓷层的耐蚀性随电导率的增大表现出先增后减的变化趋势,在溶液电导率为4 (?·m)-1～6 (?·m)-1 时,陶瓷层的耐蚀性较好。     

镁合金微弧氧化涂层高温磨擦磨损性能

在硅酸盐和磷酸盐复合电解液体系下,通过微弧氧化技术在AZ91D镁合金表面制备一层陶瓷涂层。运用XRD、SEM、激光共聚焦显微镜(LSCM)分别对涂层物相、涂层表面、截面和磨痕形貌进行观察分析。采用UMT-3高温摩擦磨损试验机研究涂层在150℃范围内的摩擦磨损性能。结果表明：涂层的平均摩擦系数随温度的变化先逐渐升高,当环境温度高于100℃时涂层平均摩擦系数开始降低。涂层磨损率远远低于镁合金基体磨损率并且涂层磨损率随温度的升高而降低,这可以说明微弧氧化涂层具有良好的耐磨损性能尤其在高温条件下耐磨损性能更好。通过分析载荷为2N作用时的磨痕微观形貌可知不同温度条件下涂层的磨损机理都主要为磨粒磨损。     

纯镁和AZ91HP镁合金微弧氧化膜性能比较

在环保型电解液中,采用电压-时间曲线、等离子体发射光谱仪(ICP)、扫描电镜(SEM)等方法研究了纯镁和AZ91HP两种基体材料对氧化过程、氧化膜表面形貌及成分的影响.根据电压-时间曲线,在氧化时间分别为1 min和5 min时,AZ91HP镁合金的电流效率比纯镁低,可能是由AZ91HP中的合金元素铝氧化并进入氧化膜中导致裂缝增加,成为析氧中心所导致的.在AZ91HP镁合金上生成的氧化膜孔的均匀性没有纯镁好,并且最大孔的直径比在纯镁上的氧化膜大.EDS分析表明,随着氧化时间延长,氧化膜中Si和P含量增加;而在氧化时间相同的情况下,两种基体上形成的氧化膜成分没有明显区别.ICP方法没有检测到氧化溶液中含有Mg~(2+)和Al~(3+),表明这两种离子在溶液中的浓度很低.     

铝合金表面微弧氧化处理

微弧氧化技术可以在铝合金表面上原位生长20-200μm的陶瓷氧化膜，该膜具有HV800～1500的显微硬度，能大大地提高材料表面的耐磨，耐蚀，耐压绝缘和抗高温冲击性能，在纺织、机械等工业部门中具有广阔的应用前景。     

镁合金微弧氧化膜层结构分析

对镁合金微弧氧化膜层结构进行分析测试,所采用的手段主要有X-ray、SEM、EDS和XPS.通过测试发现,膜层中的物相Mg、MgO、MgSiO3、MgAl2O4会随着膜层深度的不同有不同的分布.通过表面价态和结合能的分析,发现膜层中还含有少量的SiO2和Al2O3.并测试了一些含Mn或Cr的着色膜表面,发现样品表面不含有Mn或Cr元素,这些元素应该是通过表面层多孔结构进入到膜层较深处参与反应并分布在膜层深处.     

铝、镁、钛基材料微弧氧化涂层摩擦学性能研究进展

铝、镁、钛基材料作为最有代表性的阀金属具有比强度高、加工性能好、生物相容性优异等诸多特点,被广泛应用于航空航天、汽车、电子通信、医疗等各大行业。但铝、镁、钛基材料摩擦学性能普遍较差。本文综述了利用微弧氧化技术改善铝、镁、钛基材料摩擦学性能的理论基础和应用研究现状;总结了电解液体系、电参数和反应时间对微弧氧化涂层的表面形貌、成分、组织结构和摩擦磨损性能的影响;重点介绍了微弧氧化直接复合技术和二次复合技术;并对未来的应用和发展进行了展望。     

6061铝合金表面新型黄色微弧氧化陶瓷层的制备与表征

目的 研究6061铝合金表面新型微弧氧化黄色陶瓷层的制备工艺,并对其微观结构、成分、硬度、耐蚀性能等进行表征。方法 在以Na2SiO3为基础的电解液中加入Na2SnO3进行微弧氧化处理,制备出黄色微弧氧化陶瓷层,并与传统白色、黄色、黑色微弧氧化陶瓷层作对比。采用SEM和EDS分析膜层表面形貌和元素分布,借用XPS对膜层进行成分表征,使用硬度计测试其表面硬度,采用电化学工作站和人造海水腐蚀实验评价陶瓷层的抗腐蚀性能。结果 随着电解液中Na2SnO3浓度的增加,陶瓷层中Sn元素含量增加,Si元素含量减少,陶瓷层黄色饱和度不断增强。黄色含Sn陶瓷层制备过程中,电解液中的SnO32-在高温高压下转化为SnO2,导致陶瓷层硬度达到365HV,高于白色与黑色陶瓷层。在3.5% NaCl溶液中进行电化学测试,黄色含Sn陶瓷层的腐蚀电流密度与腐蚀电位分别为9.34×10-9 A/cm2和-0.34 V,耐蚀性优于白色和黄色含Mn陶瓷层。结论 在电解液中添加Na2SnO3可在铝合金表面生成具有较高硬度和耐蚀性能良好的类似沙漠黄色的陶瓷层,为铝及其合金在多领域的应用奠定了一定的实验基础。     

镁合金表面电弧喷涂用铝粉芯丝材

为改善镁合金的表面性能，研制了新型铝基粉芯丝材，并采用电弧喷涂的方法在AZ91镁合金表面制备耐蚀涂层。通过盐雾试验和电化学试验对涂层的耐蚀性进行评价。利用光学显微镜和XRD分析技术对涂层的显微组织结构和相组成进行了研究。结果表明，铝基涂层能对镁合金基体起到保护作用，涂层均匀致密；加入Ni和Re能够提高涂层的耐腐蚀性能。     

铜钴镍离子对镁合金微弧氧化膜的影响

目的提高镁合金微弧氧化膜的耐蚀性。方法在Na_2SiO_3-NaOH-Na_2B_4O_7组成的电解液体系中,分别加入铜离子、钴离子和镍离子对AZ91D镁合金进行微弧氧化,研究离子种类和组成对膜层性能的影响。采用点滴实验测试膜层的耐蚀性,采用电化学工作站测试膜层的电化学性能,采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)对微弧氧化膜层的表面形貌和元素组成进行分析。结果电解溶液中加入钴离子、铜离子、镍离子后,镁合金微弧氧化膜的耐腐蚀性能均有提高。其中铜离子的影响最大,加入1.5 g/L的铜离子后,镁合金微弧氧化膜的点滴时间提高了77.3 s,膜层耐腐蚀性能显著提高。电化学测试结果得出,不加金属离子的氧化膜的腐蚀电流密度为1.092×10~(-5) A/cm~2,腐蚀电位为-1.487 V;加入钴、铜、镍离子浓度分别为2、1.5、3 mol/L时,腐蚀电流密度分别为3.912×10~(-6)、6.027×10~(-6)、2.167×10~(-6) A/cm~2,腐蚀电位分别为-1.412、-0.832、-1.047 V;加入金属离子制得的微弧氧化膜的腐蚀电流密度均降低了1个数量级,腐蚀电位不同程度地正移,其中加入铜离子后腐蚀电位提高了0.655 V。加入金属离子后,陶瓷膜表面空隙和孔洞数量不同程度地变浅和减少,增加了膜层的致密性和均匀性。结论电解液中添加一定量的铜、钴、镍离子均能够提高AZ91D镁合金微弧氧化膜层的耐蚀性,其中铜离子的效果最明显。     

微弧氧化后Mg-8Li合金表面MgLiAlY-LDHs@GO膜层的生长及耐蚀性能

目的 提高Mg-8Li合金的耐蚀性能。方法 首先在Mg-8Li合金表面制备微弧氧化膜(MAO),然后使用原位水热法在微弧氧化膜表面原位生长掺杂氧化石墨烯(GO)的四元(MgLiAlY)层状双羟基金属氧化物(LDHs)智能自修复膜层。采用SEM、XRD、FT-IR、EDS、ICP等手段研究MgLiAlY-LDHs@GO膜层的形貌、结构以及成分。通过EIS、Tafel以及浸泡试验等研究膜层的耐蚀性能,分析膜层的腐蚀行为,阐释其耐蚀机理。结果 GO的掺杂可以促使LDHs纳米片生长得更加致密,主体层板中具有缓蚀作用的Y³⁺可以提高涂层的耐蚀性,四元LDHs的生长所需要的Mg²⁺、Li⁺、Al³⁺等离子来源于镁锂合金基体以及微弧氧化膜的溶解,其中Li⁺也可以促进LDHs纳米片生长得更为均匀细密。膜层的腐蚀电流密度为6.03×10^–7 A/cm²,比MAO膜层降低了1个数量级,提高了镁锂合金的耐蚀性能。结论 GO的负载使LDHs的耐蚀性能和膜层稳定性均有一定程度的提升,引入稀土元素Y会改变LDHs的骨架,造成晶格畸变,使得LDHs微观形貌呈现褶皱状,剩下部分以Y(OH)3形式存在于涂层表面,可进一步提高膜层的耐蚀性能和稳定性。     

轻合金在水电解质中的微弧氧化

介绍了轻合金在水电解质中的微弧氧化；论述了各种表面涂层的制备方法；叙述了在水电解质中于火花形成电位条件下涂层的形成过程，以及钛氧化涂层厚度与形成电位之间的关系。