超声微弧氧化处理镁合金模拟体液中的耐蚀性

为改善医用镁合金的耐蚀性能,将超声波引入到微弧氧化过程中,实现对镁合金的超声辅助微弧氧化处理,考察超声波在微弧氧化过程中对镁合金在模拟体液中的耐蚀性能的作用.采用析氢法测定镁合金在两种不同模拟体液中的腐蚀速率,电化学腐蚀方法测定镁合金平衡腐蚀电位、电流密度和线性极化电阻.结果表明,不同表面处理的镁合金的在两种不同的模拟体液中的耐蚀性能大小关系均为:超声-微弧氧化＞微弧氧化＞未经处理的镁合金.超声波有效的提高了微弧氧化镁合金的耐蚀性能.     

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。     

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绝缘强度及耐蚀性的研究

采用微弧氧化法在MB8镁合金表面原位生长—层陶瓷层,利用电击穿试验、盐雾腐蚀试验等手段研究了陶瓷层的绝缘强度Eb和耐蚀性,并用扫描电镜(SEM)分析了陶瓷层的形貌结构。结果表明：恒流条件下,随微弧氧化时间的增加,陶瓷层的厚度增加,陶瓷层内的显微缺陷增多,致密性下降;陶瓷层的绝缘强度(Eb)和耐蚀性均呈现出先增大后减小的趋势;陶瓷层的致密性越高,绝缘强度(Eb)越大,耐蚀性也就越好。     

铝、镁合金微弧氧化技术研究现状和产业化前景

概述了铝、镁合金微弧氧化处理的研究现状，探讨了微弧氧化陶瓷层的形成机理。根据铝、镁合金的应用背景，采用对比试验法，研究了镁合金微弧氧化处理的耐蚀性和铝合金微弧氧化处理的耐磨性。结合近3年微弧氧化技术的产业化应用效果，举例分析了该技术的适用领域和运行效益。     

镁合金微弧氧化陶瓷层耐蚀性的研究

利用盐雾腐蚀试验和SEM等分析手段，研究了镁合金微弧氧化陶瓷层的腐蚀过程及4各电解液体系对陶瓷层耐蚀性的影响，分析了镁合金微弧氧化陶瓷层与铬化处理膜层耐蚀性的差异和封孔处理的作用机理，结果表明，在复合系电解液中处理的镁合金样品耐蚀性最好，所有微弧氧化处理的样品其耐蚀性均远优于铬化处理样品，用石蜡孔可明显提高样品的耐蚀性。     

镁合金微弧氧化深色陶瓷膜制备及耐蚀性研究

通过正交实验在AZ91镁合金表面制备出了深色陶瓷膜,并进一步研究了陶瓷膜的耐蚀性.利用XES对陶瓷膜成分进行分析,探讨陶瓷膜层显色的原因.结果表明,浓度比为55∶30∶4∶20的N1-N2-C-N3溶液中,采用恒压方式电压在350 V～450 V或恒流方式电流密度在1.2 A/dm2～2.4 A/dm2时,可制备出获理想的棕黄色、棕色、棕黑色陶瓷膜;棕色（400 V）和棕黄色（0.8 A/dm2）陶瓷膜腐蚀曲线相对较为平缓,耐蚀性最佳.     

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。     

镁合金微弧氧化陶瓷层耐蚀性的电化学分析

采用IM6e型电化学工作站，测试了镁合金微弧氧化后陶瓷层的电化学阻抗(EIS)、稳态电流／电位极化曲(Steady State1／E Recording)以及Tafel斜率。结合测量结果对微弧氧化处理镁合金的耐蚀性进行分析。结果表明，经过微弧氧化处理后试样的电化学阻抗比未经处理原始试样的电化学阻抗高3个数量级。微弧氧化处理过程中存在一个最佳陶瓷层厚度，当超过或低于这个最佳厚度时，试样的耐蚀性都较差，只有达到这个最佳厚度时，试样的耐蚀性才是最佳的。     

AM60压铸镁合金表面微弧氧化陶瓷层的耐蚀性电化学分析

为了探索AM60压铸镁合金微弧氧化陶瓷层的耐蚀性,采用IM6e型电化学工作站,测量了不同表面状态下制备10μm、20μm及30μm三种厚度微弧氧化陶瓷层在3.5%NaCl溶液中的电化学极化曲线,并对其进行了Tafel斜率分析。结果表明:微弧氧化处理,可以使AM60压铸镁合金的腐蚀电流密度降低2~4个数量级;压铸镁合金在原始表面状态下进行微弧氧化,其腐蚀电流密度随着处理厚度的增加而降低,厚度为30μm试样的腐蚀电流密度较低;对压铸镁合金处理前进行打磨,可以进一步降低腐蚀电流密度,在微弧氧化陶瓷层厚度为20μm时获得最低的腐蚀电流密度。     

GZ91K镁合金含石墨微弧氧化膜层的耐蚀性能

目的通过在电解液中添加石墨,提高Mg-9Gd-1Zn-0.4Zr(GZ91K)镁合金微弧氧化膜层的耐蚀性能。方法通过微弧氧化法,在GZ91K镁合金表面制备含和不含石墨的微弧氧化膜层。利用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、电化学工作站、浸泡实验等手段,研究膜层的形貌、成分、物相和耐蚀性能。结果含石墨膜层较不含石墨膜层更加致密,孔洞更加细小。含石墨膜层主要由Mg、O、C、Si、P、Gd等成分组成,相比不含石墨膜层,除了C以外,成分变化不大。含和不含石墨膜层的物相均主要由MgO和Mg_2SiO_4等组成。随着电解液中石墨浓度的增加,膜层的耐蚀性能相应提高。添加5g/L石墨制备的试样具有最佳的耐蚀性能,腐蚀电流密度仅为9.8×10~(–9) A/cm~2,相比未添加石墨试样的耐蚀性能提高了500倍。模拟体液浸泡实验显示,含石墨量越高的试样具有越低的析氢量,添加5 g/L石墨制备的试样析氢量最低。结论在0～5 g/L添加量范围内,石墨浓度越高,石墨颗粒越容易堵塞和切断膜层中的部分孔洞,并阻碍腐蚀性液体与基体接触,从而显著提高镁合金的耐蚀性能。     

镁合金表面微弧氧化/自组装复合膜的耐蚀性能

目的 提高镁合金基体的耐蚀性能.方法 采用微弧氧化工艺对镁合金进行预处理,再通过自组装技术处理,在镁合金表面制备微弧氧化/十六烷基三甲氧基硅烷自组装复合膜层.通过SEM、EDS对复合膜的微观组织结构进行分析,并通过XPS、拉曼光谱分析了复合膜的表面成分,利用电化学阻抗谱、极化曲线、盐雾实验和浸泡实验检测了复合膜层的耐腐...     

Mg-Gd-Y系合金微弧氧化层生长机制及耐蚀性研究

利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等分析手段,研究Mg-11Gd-1Y-0.5Zn合金微弧氧化陶瓷层的生长规律,分析微弧氧化膜层相结构及不同生长阶段的耐蚀性。结果表明,在微弧氧化初期,膜层生长遵循直线规律,为典型的电化学极化控制的阳极沉积阶段;随处理时间的延长及膜层增厚,膜层生长符合抛物线规律,属微弧氧化阶段,较氧化初期相比,生长速率慢;在弧光放电阶段,抛物线斜率增大,疏松层增厚,生长速率有所提高。微弧氧化疏松层主要以MgSiO3为主,致密层以MgO为主;微弧氧化各阶段,膜层耐蚀性随氧化时间增长而提高,到弧光放电阶段,耐蚀性有所降低。在7～12min时,膜层具有较好的耐蚀性。     

镁合金抑弧氧化膜层的结构及性能研究

目的了解镁合金抑弧氧化膜层的结构、成分及性能。方法在含有机胺的碱性电解液中,对AZ80镁合金进行抑弧氧化,采用扫描电子显微镜分析、X射线能谱分析、电化学极化曲线测试、摩擦磨损实验等手段测定氧化膜层的结构组成及耐蚀、耐磨性能。结果镁合金抑弧氧化膜层呈双层结构,表层疏松多孔,底层致密。疏松层的摩擦系数在0.2以下,致密层的摩擦系数约为0.8。镁合金经抑弧氧化处理后,腐蚀电位比氧化前仅略有降低,但腐蚀电流密度降低显著。结论抑弧氧化膜降低了镁合金材料的腐蚀速率,提高了其耐蚀、耐磨性能。     

磷酸盐后处理对Mg-Gd-Y合金微弧氧化涂层耐蚀性能的影响

目的 为进一步提高镁稀土合金微弧氧化涂层的耐蚀性能.方法 首先在镁稀土合金表面制备了微弧氧化涂层,随后用磷酸盐后处理溶液,对Mg-Gd-Y合金硅酸盐微弧氧化涂层进行了封孔后处理,并在此过程中添加了缓蚀剂.利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对涂层表面形貌和成分进行分析,利用极化曲线和电化学阻抗(EIS)测试了涂层的耐蚀性能.结果 后处理能够在微弧氧化涂层表面形成MgHPO4沉积层,沉积层的产生有效地封闭了微弧氧化涂层表面的微孔、裂纹等缺陷.缓蚀剂的添加显著增加了沉积物的量,使涂层的磷元素原子数分数由5.37％增加至14.90％,沉积效果显著.极化实验证明,封孔后处理涂层的腐蚀电流密度由1.51×10–7 A/cm2降至4.91×10–8 A/cm2,负载缓蚀剂后,涂层的腐蚀电流密度进一步降低至5.76×10–9 A/cm2,表明其耐蚀性能显著提高.微弧氧化涂层在3.5％NaCl溶液中浸泡384 h后,含缓蚀剂的涂层的总阻抗值可达7825.3?·cm2,明显高于未封孔处理的微弧氧化涂层(403?·cm2),这证明,后处理可有效提高微弧氧化涂层的耐蚀性能.结论 磷酸盐后处理能够在微弧氧化涂层表面生成MgHPO4沉积层,有效地对微弧氧化涂层表面的微孔和微裂纹进行了封闭.缓蚀剂的添加能够显著增强磷酸盐的沉积效果,使涂层的耐蚀性能在后处理的基础上进一步提高.     

生长速率对镁合金微弧氧化膜结构及耐蚀性的影响

硅酸盐电解液体系中对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理,膜层厚度相同但生长速率不同是本研究的实验设计特色。通过调节电源电压,使得膜层的生长速率分别为1μm/min、5μm/min、15μm/min和25μm/min,从而制备出生长速率不同但厚度相同的微弧氧化膜层,对膜层的微观结构及耐蚀性进行定性及定量研究,从实验室研究及实际应用角度对不同生长速率的各膜层进行综合对比分析。结果表明,生长速率对膜层的表面孔隙率、微孔的尺寸及数量,膜层的质量及质量厚度比,以及膜层耐蚀性均有较大的影响,但对膜层中的成分及元素分布基本无影响;在工业应用中,膜层生长速率的选择,应将膜层的生产效率和膜层性能统筹考量,本研究中生长速率为15μm/min的膜层显示出这样的优势。     

TC4合金表面微弧氧化膜层耐蚀及摩擦性能研究

利用微弧氧化技术,硅酸钠、磷酸钠溶液体系,在TC4合金表面制备出硬度高、耐磨性好的陶瓷膜层。采用SEM,XRD分析了膜层的形貌特征和成分及相结构。在H2SO4及HCl溶液中的腐蚀研究表明,涂层腐蚀速率是基体的1/9;在3.5%NaCl溶液中进行极化曲线及交流阻抗测试,表明陶瓷膜层自腐蚀电位由基体的-0.29V提高到0.45V,腐蚀电流提高1个数量级,耐蚀性提高1个数量级;耐磨试验研究表明,膜层的摩擦系数为0.39,大于基体的0.28;摩擦40min情况下,膜层耐磨性能很好。     

AZ31B镁合金表面微弧氧化-溶胶凝胶复合膜层干、湿热交替条件下耐蚀性研究

采用微弧氧化与溶胶凝胶技术在AZ31B镁合金表面制备微弧氧化-溶胶凝胶复合膜层,并于干、湿热交替盐雾腐蚀环境下,对复合膜层的耐蚀性进行研究。结果表明,随腐蚀时间的延长,复合膜层宏观表面出现白色斑点,且斑点数量逐渐增多。微观形貌分析表明,试样原始复合膜层表面存在一定数量的微裂纹及孔洞,随干、湿热交替盐雾腐蚀的进行,复合膜层表面局部应力状态发生变化,膜层表面微裂纹及孔洞减少、减小,裂纹边缘处复合膜层有轻微剥落现象。在干、湿热交替腐蚀环境中,复合膜层划格实验评级结果均为0级,膜基结合状态良好;电化学分析表明,在腐蚀实验过程中腐蚀电位未发生明显改变,均保持在约-1.43 V,复合膜层具有良好的耐蚀性。     

镁合金微弧氧化涂层的摩擦学性能研究

利用扫描电镜分析了AZ91D镁合金微弧氧化膜的组织形貌,对氧化膜硬度及摩擦学行为进行了研究。结果表明:微弧氧化膜能显著提高镁合金基体的硬度和抗磨性能,但其摩擦系数较镁合金基体高。涂层厚度对涂层的减摩性能影响较小,但对其抗磨性能影响较大,并存在提高抗磨性能的最佳涂层厚度。涂层的磨损机制主要是磨粒磨损和剥层磨损。     

AZ31镁合金表面含纳米羟基磷灰石微弧氧化涂层的制备及性能研究

目的改善AZ31镁合金的耐腐蚀性能及生物活性。方法使用微弧氧化技术,分别在以六偏磷酸钠为主盐的电解液和以六偏磷酸钠为主盐、以纳米羟基磷灰石(HA)为添加剂的电解液中,在AZ31镁合金表面制备了微弧氧化涂层。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)表征了涂层的微观形貌、元素特征和相组成。通过电化学方法和浸泡实验考察了涂层的耐蚀性。通过细胞实验评价了两种涂层的细胞相容性。结果电解液中的HA可以进入到微弧氧化涂层中,含HA的微弧氧化涂层较不含HA的更致密,且有封孔现象。电化学方法及浸泡实验结果表明,含HA的微弧氧化涂层的耐腐蚀性能更好。细胞表面粘附实验和细胞增殖实验也表明,经表面纳米HA微弧氧化处理后的AZ31镁合金生物相容性更好,且对MC3T3-E1细胞的增殖有促进作用。结论六偏磷酸钠电解液中添加纳米HA,可以在AZ31镁合金表面制备出含HA的微弧氧化涂层,且其耐腐蚀性能和生物活性均优于不含HA的微弧氧化膜。