AZ91镁合金表面微弧氧化膜微观结构的TEM表征

在硅酸盐碱性电解液中,以AZ91镁合金为基体采用恒电流控制模式制备出微弧氧化陶瓷薄膜,采用透射电镜对微弧氧化膜的微观结构进行了分析,并测试了相关性能。结果表明:镁合金在以硅酸盐溶液为主的电解液中进行微弧氧化形成的产物主要是纳米晶MgO和MgAl2O4,并且形成了少量的非晶态物质和一定比例的较粗大MgO、MgAl2O4和MgSiO3晶粒,但这些粗大晶粒尺寸也在100~300 nm之间;形成的晶粒之所以如此细小主要是由于微弧氧化过程是一个快速烧结和快速冷凝的过程;制备的氧化膜在中性盐雾36 h后的腐蚀率小于0.09 g.cm-2.d-1,而显微硬度在1 000 HV以上。     

不同表面处理对AZ91D镁合金耐蚀性的影响研究

通过中性盐雾腐蚀试验,对镁合金化学氧化和微弧氧化后表面膜层的耐蚀性能进行了比较。结果表明,镁合金经过化学氧化和微弧氧化后,耐蚀性能均有提高,但是微弧氧化后镁合金表面形貌要优于化学氧化,从微观结构解释了不同膜层腐蚀形式不同的原因。     

不同表面处理对AZ91D镁合金耐钬性的影响研究

通过中性盐雾腐蚀试验,对镁合金化学氧化和微弧氧化后表面膜层的耐蚀性能进行了比较。结果表明,镁合金经过化学氧化和微弧氧化后,耐蚀性能均有提高,但是微弧氧化后镁合金表面形貌要优于化学氧化,从微观结构解释了不同膜层腐蚀形式不同的原因。     

微弧氧化与稀土铈盐封孔对7A85新型铝合金耐蚀和耐磨性能的影响

为改善7A85新型铝合金表面的耐蚀和耐磨性能,利用微弧氧化技术在其表面原位生成陶瓷膜层,用稀土铈盐溶液对陶瓷膜进行封孔处理。通过扫描电子显微镜观察陶瓷膜的表面形貌,采用X射线衍射仪分析膜层的相结构,利用盐雾腐蚀试验和电化学测试评价了陶瓷膜的耐蚀性能,用球-盘摩擦磨损试验机研究了陶瓷膜的摩擦学性能。结果表明:7A85铝合金表面微弧氧化陶瓷膜主要由α-Al2O3和γ-Al2O3相组成,陶瓷膜表面经稀土封孔处理后致密性提高。单纯的微弧氧化处理提高了7A85铝合金的耐腐蚀性能,使其抗3.5%NaCl水溶液腐蚀速率降低了1个数量级;对微弧氧化膜层进行稀土铈盐封孔处理进一步提高了膜层的耐蚀性能,腐蚀速率降低1个数量级。微弧氧化陶瓷膜显著提高了7A85铝合金表面的耐磨性能,体积磨损率从4.56×10-3mm3/(N·m)降至5.73×10-4mm3/(N·m);稀土铈盐封孔处理降低了陶瓷膜的摩擦系数,但对磨损速率无显著影响。     

微弧氧化与稀土铈盐封孔对7A85新型铝合金耐蚀和耐磨性能的影响

为改善7A85新型铝合金表面的耐蚀和耐磨性能,利用微弧氧化技术在其表面原位生成陶瓷膜层,用稀土铈盐溶液对陶瓷膜进行封孔处理。通过扫描电子显微镜观察陶瓷膜的表面形貌,采用X射线衍射仪分析膜层的相结构,利用盐雾腐蚀试验和电化学测试评价了陶瓷膜的耐蚀性能,用球-盘摩擦磨损试验机研究了陶瓷膜的摩擦学性能。结果表明:7A85铝合金表面微弧氧化陶瓷膜主要由α-Al2O3和γ-Al2O3相组成,陶瓷膜表面经稀土封孔处理后致密性提高。单纯的微弧氧化处理提高了7A85铝合金的耐腐蚀性能,使其抗3.5%NaCl水溶液腐蚀速率降低了1个数量级;对微弧氧化膜层进行稀土铈盐封孔处理进一步提高了膜层的耐蚀性能,腐蚀速率降低1个数量级。微弧氧化陶瓷膜显著提高了7A85铝合金表面的耐磨性能,体积磨损率从4.56×10-3mm3/(N·m)降至5.73×10-4mm3/(N·m);稀土铈盐封孔处理降低了陶瓷膜的摩擦系数,但对磨损速率无显著影响。     

铝合金表面微弧氧化陶瓷层的耐腐蚀性能

采用微弧氧化技术,以硅酸钠为主体配以Na2WQ、KOH、Na2EDTA辅助添加剂的电解液,在2A12铝合金表面原位生成陶瓷层,以提高铝合金的耐腐蚀性能.用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析了微弧氧化陶瓷层的截面形貌和相结构;用显微硬度仪测量了陶瓷层的显微硬度;用CS300P型电化学腐蚀工作站在36 g/L的NaCl溶液中测试了陶瓷层的电化学腐蚀性能.结果表明:微弧氧化陶瓷层的厚度为4 μm,显微硬度达到683 HV,其相组成主要是α-Al2O3和γ-Al2O3;铝合金表面微弧氧化陶瓷层提高了铝合金的耐腐蚀性能,使其腐蚀速率明显减慢.     

基于镁合金微弧氧化膜层的腐蚀实验研究

本文主要通过微弧氧化工艺优化了AZ31B镁合金的腐蚀性能。在硅酸盐电解液里边,通过改变微弧氧化频率、占空比、电流密度、微弧氧化时间做了四因素三水平的正交实验,发现当频率为1000Hz、占空比为20%、电流密度为1.2A、时间为10min时,膜层自腐蚀电位最低。相较于镁合金基体,自腐蚀电位增加了522mV,极大的降低了镁合金自发性腐蚀的倾向性,因此提高了AZ31B镁合金的耐蚀性。     

LY12试件厚度及微弧氧化膜厚对疲劳性能影响

微弧氧化是一种新兴的表面处理技术,利用微弧氧化技术在铝及铝合金材料表面生成陶瓷层,该膜层耐磨,耐腐蚀,耐高温冲击等性能明显优于传统阳极氧化膜.本文对试件厚度与LY12-CZ铝合金微弧氧化膜层厚度关系进行了研究.研究表明,试件厚度影响微弧氧化后不同膜厚的试件疲劳特性,试件厚度为2 mm时,膜厚10～20 μm微弧氧化对试件疲劳寿命有提高;试件厚度3 mm时,膜厚10～25 μm,微弧氧化使试件疲劳寿命略有降低;预腐蚀疲劳实验表明,微弧氧化试件腐蚀疲劳寿命比普通阳极化试件的腐蚀疲劳寿命高.     

AZ91D镁合金在硅酸盐体系下微弧氧化配方的优化

微弧氧化是一种先进的表面处理工艺。该技术具有工艺简单、清洁无污染、膜层均匀致密，材料适应性宽等特点，得到的微弧氧化膜既具备普通阳极氧化膜的性能，又兼有陶瓷喷涂层的优点，突破了传统的阳极氧化技术，是镁合金阳极氧化的重点发展方向，其中工艺参数特别是电解液的组成和浓度对微弧氧化膜结构和性能影响方面的研究具有极其重要的作用。本文采用4因素3水平的正交实验，从考察耐腐蚀性、膜层厚度和致密性出发，确定了AZ91D镁合金在硅酸盐体系下微弧氧化电解液的优选配方，并研究了在此配方条件下生成微弧氧化陶瓷膜的微观形貌和相结构。     

镁合金防腐涂层的研究

为解决镁合金在工程应用过程中的腐蚀问题,按照工况条件制作了镁合金试验件,并在试验件上分别制备了微弧氧化电泳层和微弧氧化电泳有机涂层。通过试样的盐雾试验和静载试验,得出下述结论:微弧氧化电泳层在不被破坏的前提下,可以保护镁合金不受腐蚀;但在工况条件下,由于过盈配合等原因,不可避免地会破坏微弧电泳层,导致镁合金腐蚀。研究表明,在微弧氧化电泳层上制备有机涂层,既能有效保证微弧氧化电泳层不被破坏,又可在实际工况条件下保护镁合金不受腐蚀。     

LY12铝合金微弧氧化配方的优化

在大量试验的基础上，采用3因素3水平的正交试验方法，从考察耐腐蚀性、膜层厚度、膜层硬度出发，确定LY12铝合金在硅酸盐体系下微弧氧化电解液优选配方，并研究了在此配方基础上生成的微弧氧化涂层的微观形貌和相结构，陶瓷层表面微孔较小，膜层均匀致密。     

AZ91D镁合金微弧氧化低能耗的电解质配方研究

利用自制微弧氧化装置在铝酸盐体系中对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理.采用多重正交试验,从考察膜层厚度、单位能耗和耐蚀性出发,确定了AZ91D镁合金在铝酸盐体系中的最佳工艺参数.结果表明:在最佳电解质配方下,处理过程工作电压约在120 V,电流密度可以低到0.5 A/dm2,生长1 μm陶瓷涂层的单位面积能耗仅为456 W/(m2·μm).微弧氧化膜呈多孔结构、孔径较小,裂纹较少,分布均匀,膜层较为致密;微弧氧化膜由MgO和MgAl2O4组成;处理后AZ91D镁合金样品的腐蚀电流密度为0.014 μA/cm2,比未处理合金降低了接近3个数量级.     

冷却时间对AZ91D镁合金微弧氧化的影响

在新型带放电回路脉冲电源下研究冷却时间对AZ91D镁合金微弧氧化的影响。结果表明,随着冷却时间的延长,起弧电压逐渐升高,膜层的成膜速率先增加后减小,腐蚀率先减小后增加;随着冷却时间的延长,膜层表面大尺寸的熔融物数量减少,孔隙增加,表面粗糙度增加;随着冷却时间的延长,孔隙率下降,膜层的耐腐蚀性提高。因此,镁合金微弧氧化过程中冷却时间要控制在2.5~3 ms,即频率取333~350 Hz,占空比14%~17%。     

ZL101A铝合金表面微弧氧化陶瓷层的摩擦磨损性能

在ZL101A铝合金表面制备了微弧氧化陶瓷层,采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、高温摩擦磨损试验机等研究了该陶瓷层的显微组织、物相组成、显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明:微弧氧化陶瓷层主要由α-Al_2O_3和γ-Al_2O_3相组成,其层厚约60μm,表层疏松、内层致密;该陶瓷层的平均硬度为1 740.9HV,远高于ZL101A铝合金的150.2HV,摩擦因数与磨损质量损失均小于ZL101A铝合金的,其磨损机理主要为磨粒磨损。     

电参数对2A12铝合金微弧氧化膜组织结构的影响

采用微弧氧化技术,在2A12铝合金表面制备致密、平整且晶粒细化的微弧氧化铝陶瓷膜(简称微弧氧化膜)。通过扫描电子显微镜和光学显微镜,对不同电参量条件下制备的微弧氧化膜层的微观形貌和组织结构进行分析。当正电压从220 V增大到280 V,随着正电压的升高,微弧氧化膜表面变得光滑致密,且微弧氧化膜的厚度也随电压升高而增厚;当正电压升高到280 V时,表面有微裂纹出现;随着负电压的升高,微弧氧化膜表面的孔径先增大后减小,膜表面变得光滑;负电压48 V时,微弧氧化膜的厚度随着负电压的升高而增加,当负电压≥48 V后,微弧氧化膜的厚度减小;随着电流密度增加,微弧氧化膜的厚度增加,但膜表面较粗糙;因此,在微弧氧化处理过程中,正电压、负电压和电流密度对微弧氧化膜的制备均有较大的影响。     

镀镍石墨磁性纳米粒子对ZL109微弧氧化反应过程及膜层耐磨性能影响

为进一步探索微弧氧化反应过程中微弧氧化陶瓷层表面形貌、孔隙率等基本特征的受控机制,创新地提出向微弧氧化电解液中引入磁性粒子,即镀镍石墨磁性纳米粒子,探索磁性添加剂粒子对微弧氧化反应过程及膜层耐磨性能的影响.从膜层表面形貌、横截面形貌、孔隙率、平均孔径、厚度、表面粗糙度、反应能耗及物相组成等方面对微弧氧化反应过程进行了分...     

镁合金微弧氧化中电源脉冲宽度的作用

为研究带放电回路的微弧氧化电源脉冲宽度对镁合金微弧氧化的影响,设计了频率为500 Hz条件下,占空比为20%、40%、80%时的镁合金微弧氧化实验。研究发现,随着脉冲宽度的增加,膜层表面孔洞数量减少且孔径尺寸略有增大;微弧氧化的成膜效率随着脉冲宽度的增加而增大;在占空比40%左右时成膜效率最高,且膜层质量较好。     

铝合金表面微弧氧化涂层制备的影响因素

微弧氧化技术是铝合金材料表面改性的一项重要技术。通过微等离子体的高温高压作用,使所生成的微弧氧化膜具有膜层厚、硬度高、耐磨、耐蚀、耐压绝缘以及抗高温冲击等优异特性,在军事、航天、航空、纺织、机械、汽车、石油、化工及医疗等工业部门有着广阔的应用前景,特别适用于高速运转且有耐磨要求的铝合金零件的表面处理;因此,铝合金表面微弧氧化涂层制备影响因素的研究和分析对铝合金材料表面改性结果的影响与发展有重大意义。在总结铝合金表面微弧氧化涂层制备的影响因素的基础上,分析讨论了不同因素对铝合金表面微弧氧化涂层制备的影响。通过选择合理的工艺参数可以获得综合性能良好的陶瓷膜层。     

镁合金表面微弧氧化技术研究进展与展望

综述了镁合金微弧氧化技术的研究现状,介绍了微弧氧化生成膜层的机理,电解液、添加剂以及电参数对氧化膜层性能的影响,不同后处理对膜层的改善作用。探讨了镁合金微弧氧化技术今后的发展趋势。     

氢氧化钠电解液中铝合金的微弧氧化

叙述了在NaOH电解液中进行铝合金表面微弧氧化处理。经微弧氧化制备的铝氧化膜，厚度可达80μm，显微硬度可达HV1200。通过X射线衍射（XRD）分析和扫描电镜（SEM）分析观察可知，铝合金氧化膜层相结构为α-Al2O3和γ-Al2O3，膜层与铝基体结合良好。通过热分析（TG、DSC）可知，此工艺制备的氧化膜有很好的热稳定性。