LY12铝合金微弧氧化陶瓷层的电化学腐蚀行为

为了系统了解微弧氧化电参数对铝合金微弧氧化膜耐蚀性的影响,采用自制的设备以恒流法在硅酸盐系电解液中对LY12铝合金进行微弧氧化处理.研究了频率、占空比、时间等参数对铝合金微弧氧化陶瓷层电化学腐蚀行为的影响.用扫描电镜(SEM)和电化学工作站等手段,分析了不同能量参数制备的陶瓷层的微观结构及耐蚀性.结果表明:随着频率增加...     

LY12铝合金微弧氧化膜的生长过程

为了进一步了解铝合金微弧氧化膜的生长状况、生长过程和机理,在硅酸盐体系中,采用恒流法对LY12铝合金分别进行了5,10,30,45,75,120 min的微弧氧化处理.采用扫描电镜和电化学阻抗谱对氧化膜进行了分析.结果表明:随着氧化时间的延长,氧化膜明显变得粗糙,膜内孔道被填补;随着膜层厚度的增加,反应后期氧化膜分为内外2层,表层疏松,内层致密;电化学阻抗谱由双容抗形转变为拉长的半圆弧,反应电阻增加,电化学过程由活化过程转变为扩散过程控制,氧化膜对基体的保护性能增强.     

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。     

反应时间对LY12铝合金微弧氧化膜层组织及性能的影响

在K₂ZrF 电解液体系中, 利用微弧氧化方法在LY12铝合金表面制备了氧化锆陶瓷膜. 结果表明, 膜层主要由t-ZrO₂、m-ZrO₂组成, 还含有少量的γ-Al₂O₃和KZr₂(PO₄)₃. 随着反应时间的延长, 膜层晶相物质的含量增多; 膜层表面粗糙度增大, 致密性提高; 膜层的厚度近似线性增加, 硬度增大, 耐腐蚀性提高, 抗热震性减弱. 磨损实验表明, 带有氧化锆陶瓷膜的试样耐磨损性能大幅度提高, 铝合金的摩擦系数约为膜层的2/3, 随着反应时间的延长膜层的磨损量先降低后升高, 摩擦系数减小.     

2A12铝合金纳米复合微弧氧化陶瓷层摩擦学性能研究

研究2A12铝合金表面制备含纳米Si（）2颗粒复合微弧氧化陶瓷层,主要考察了不同尺度、不同类型纳米颗粒对陶瓷层摩擦学性能的影响规律。采用扫描电镜观察涂层表面形貌,CETR微米摩擦磨损试验机和白光干涉仪考察复合陶瓷涂层的耐磨性。结果表明,与未添加纳米颗粒的普通微弧氧化层相比,添加20nmSi02、80nmSi02、800nmSiO2后所形成的陶瓷涂层孔隙尺寸和数量均明显减小,并具有较高的耐磨性。     

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.     

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。     

钛合金微弧氧化膜层耐磨性能的研究

本文通过对钛及钛合金在NaAlO2+H3PO4Na2SiO3溶液体系中,不同的微弧氧化电压、时间条件下,采用微弧氧化进行改性表面.通过分析实验现象和测试结果,研究工艺参数对所形成的膜层结构、形貌、厚度及耐磨性的影响.所得到的膜层摩擦系数鄱比基体的摩擦系数大;在试验中,发生了粘着磨损;表面粗造度对摩擦系数有一定的影响.从摩擦寿命来看,TA2膜层与TA10膜层在硅酸盐体系中的寿命较短.在NaAlO2+H3PO4体系中寿命较长.膜层厚度越厚,耐磨性越好.     

钛合金微弧氧化膜层耐磨性能的研究

本文通过对钛及钛合金在NaAlO2+H3PO4,Na2SiO3溶液体系中,不同的微弧氧化电压、时间条件下,采用微弧氧化进行改性表面。通过分析实验现象和测试结果,研究工艺参数对所形成的膜层结构、形貌、厚度及耐磨性的影响。所得到的膜层摩擦系数都比基体的摩擦系数大;在试验中,发生了粘着磨损;表面粗造度对摩擦系数有一定的影响。从摩擦寿命来看,TA2膜层与TA10膜层在硅酸盐体系中的寿命较短,在NaAlO2+H3PO4体系中寿命较长。膜层厚度越厚,耐磨性越好。     

氧化处理时间对Ti6Al4V微弧氧化陶瓷膜的影响

采用交流微弧氧化法于：Na：SiO3-KOH-(NaPO3)6溶液中在％6A14V表面形成了氧化物陶瓷膜．利用扫描电镜、电子探针及X射线衍射研究了陶瓷膜的组织形貌、元素的分布和相组成．研究表明：在恒定的微弧氧化电参数(U =500V，U-=100V和f=600Hz)下，随氧化时间延长，电流密度逐渐降低，膜层厚度不断增加；相对致密均匀的膜分为3层：过渡层、致密层与疏松层．膜层主要由TiO2(锐钛矿和金红石)相组成，延长处理时间，锐钛矿相及金红石相的相对含量发生变化，金红石相TiO2逐渐增多，而锐钛矿相TiO2减小．膜层相的形成过程可分为两个阶段。     

电流密度对复合氧化法制备涂层结构的影响

对TiO2薄膜涂层的结构、形貌、元素组成、硬度进行了观察和测量,研究了电流密度对复合氧化法(即预氧化和微弧氧化复合处理)制备多孔TiO2涂层的结构和性能的影响.结果表明:电流密度对多孔TiO2涂层的结构和性能有很大影响.随着电流密度的增加,涂层的锐钛矿型TiO2含量减少,金红石型TiO2含量增加,涂层表面微孔孔径增加,凹凸起伏变得明显,显微硬度增加,钙磷原子比也发生了变化.当电流密度为20,40,60,80和100 mA/cm2时,涂层的钙磷摩尔比为1.22,1.60,1.89,2.01,2.12.在40 mA/cm2电流密度下可得到结构和性能较理想的多孔TiO2梯度涂层.     

TA4微弧氧化陶瓷膜层的结构与性能研究

利用微弧氧化法在纯钛TA4表面制备以Ti O2为主体富含钙磷的多孔陶瓷膜层。采用扫描电镜、X射线能谱仪、X射线衍射仪、拉曼光谱仪、接触角测量仪及电化学工作站观测与分析陶瓷膜层的微观形貌、元素成分及相组成,探讨微弧氧化对其润湿性及耐蚀性能的影响。结果表明,TA4微弧氧化陶瓷膜层表面粗糙多孔,为锐钛矿相与金红石相Ti O2的混晶结构,金红石相的质量分数约为74.39%。TA4经微弧氧化改性后,表面粗糙度增加了1个数量级,接触角明显下降,表面能提高了87.05%,极性力分量增加了166.07%,体现出更好的润湿性能;自腐蚀电位正移0.53 V,腐蚀电流密度与腐蚀速率均减少了3个数量级,表现出更优的耐腐蚀性能。     

高温氧化对钛合金微弧氧化陶瓷膜组成与结构的影响

针对钛合金不耐高温氧化的问题,在铝酸钠电解液体系中,利用双相脉冲直流微弧氧化技术,在TC4钛合金表面原位生长以Al2TiO5为主晶相的复合氧化物陶瓷膜,研究了1000℃高温氧化对陶瓷膜试样的相组成、结构的影响及膜层增重特点.研究表明,陶瓷膜层试样的高温氧化过程包括Al2TiO5分解、基体氧化和膜层表面形貌变化3个方面.高温氧化后,膜层的主晶相由Al2TiO5变为α-Al2O3和金红石型TiO2,同时,膜层的表面形貌发生显著的变化;由于膜层和基体的热膨胀系数不同和基体钛的氧化,使得高温氧化后膜层在冷却过程中表面出现裂纹和脱壳.陶瓷膜层极大地减少了TC4钛合金在1000℃高温氧化时的增重,因此,陶瓷膜层可用于TC4钛合金的恒温氧化防护.     

氧气流量对LY12铝合金微弧氧化膜致密性的影响

通过调整工艺参数与氧气流量在LY12铝合金表面获得均匀、致密的微弧氧化膜层。利用SEM、XRD及电化学工作站等研究膜层的厚度、微观形貌、相组成以及耐腐蚀性能,讨论通氧微弧氧化作用机制,并分析氧气流量对膜层致密性的影响。结果表明:膜层厚度随电压、氧化时间和电解液组分浓度的增加呈规律性变化;氧气的助烧结作用能促进致密层的生长,随着氧气流量的增加,致密层厚度呈现先增加后减小的规律;KF 105g/L,KOH 85g/L,NaAlO_2 12g/L,电压110V,氧化时间15min,氧气流量为0.010L/s时得到厚度30μm的致密膜层,自腐蚀电位提高至-0.11V,腐蚀电流密度下降至2.1×10^-6A/cm^2,比铝合金基体降低2个数量级以上,表现出良好的耐腐蚀性。     

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.     

Na2SiO3-Na2WO4电解液体系中丙三醇对ZAlSi12Cu2Mg微弧氧化膜形成的影响

电解液组成是影响微弧氧化陶瓷膜形成重要的因素。在Na2SiO3-Na2WO4复合电解液体系下，对ZAlSi12Cu2Mg1微弧氧化陶瓷膜的形成进行研究，通过改变丙三醇的含量，研究了其对微弧氧化的临界起弧电压、稳定氧化时间和陶瓷膜层厚度的影响。并测定了陶瓷膜的相组成。结果表明：丙三醇含量从0ml／L到10ml／L变化时，临界起弧正向电压由360V逐渐升高至408V；膜层厚度从63μm逐渐增加到156μm；稳定氧化时间由16min延长到26min；XRD分析表明：陶瓷膜层中主要由莫来石、SiO2和α-Al2O3和γ-Al2O3相组成。     

氧化时间对钛合金钻杆微弧氧化膜层结构和性能的影响

采用脉冲直流微弧氧化方法在钛合金钻杆表面制备了不同氧化时间下的TiO_2陶瓷膜层,用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、球盘摩擦试验机及电化学工作站等分析了膜层的形貌、结构、组成以及膜层的硬度、摩擦磨损性能和耐蚀性。结果表明,随着氧化时间的延长,膜层的厚度增加,但膜层的硬度、耐磨性和耐腐蚀性先增加后降低。经不同氧化时间处理后,膜层的相结构主要由金红石型TiO_2和锐钛矿型TiO_2组成,此外还含有少量的Al2TiO5晶体和SiO_2非晶态。微观形貌分析表明,随着氧化时间延长,膜层表面粗糙度延长。在本实验条件下,当氧化时间为40min时,微弧氧化膜层的综合性能较好。     

Ceramic coated Y1 magnesium alloy surfaces by microarc oxidation process for marine applications

The magnesium alloys occupy an important place in marine applications, but their poor corrosion resistance, wear resistance, hardness and so on, have limited their application. To meet these defects, some techniques are developed. Microarc oxidation is a one such recently developed surface treatment technology under anodic oxidation in which ceramic coating is directly formed on the surface of magnesium alloy, by which its surface property is greatly improved. In this paper, a dense ceramic oxide coating, ∼20 μm thick, was prepared on an Y1 magnesium alloy through microarc oxidation in a Na₃SiO₃-Na₂WO₄-KOH-Na₂EDTA electrolytic solution. The property of corrosion resistance of ceramic coating was studied by CS300P electrochemistry-corrosion workstation, and the main impact factor of the corrosion resistance was also analysed. Microstructure and phase composition were analysed by SEM and XRD. The microhardness of the coating was also measured. The basic mechanism of microarc coating formation is explained in brief. The results show that the corrosion resistance property of microarc oxidation coating on the Y1 magnesium surface is superior to the original samples in the 3·5 wt% NaCl solutions. The microarc oxidation coating is relatively dense and uniform, mainly composed of MgO, MgAl₂O₄ and MgSiO₃. The microhardness of the Y1 magnesium alloy surface attained 410 HV, which was much larger than that of the original Y1 magnesium alloy without microarc oxidation.     

LY12铝合金表面有机-无机杂化膜特性研究

作为-种有机-无机杂化材料,倍半硅氧烷(SSO)近年来被发现其具有良好的防腐性能,并有望成为传统的防腐材料-铬酸盐转化膜的替代物.本文用乙烯基三甲氧基硅烷(VMS)通过溶胶凝胶法制得了SSO,并涂敷于LY12铝合金表面.用(EIS)对不同水解时间下制得的VMS膜层的结构进行了表征.水解3d所获得的VMS在不同固化时间下的EIS谱图上出现了一个新的时间常数,证实了在VMS膜层与铝合金基体之间产生了一个新的中间层.根据实际的可能性,该层包含Al-O-Si,膜层与基体以化学键合;然而,完全水解的VMS膜层的EIS谱图中没有这个新的时间常数.不同水解时间的VMS膜层的EIS谱图表明为获得致密的膜层且与基体间以化学键合,VMS需在本文反应条件下水解3d.