Ca对医用Mg-1Zn-xCa合金材料在模拟体液中腐蚀行为的研究

Mg-1Zn-xCa（x=0.25,0.5,1）合金通过浸泡于模拟体液（Hank’s模拟体液）中在恒温（37℃）条件下进行为期0～32 d的腐蚀浸泡实验.对浸泡后的试样宏观腐蚀形貌观察,测定其腐蚀速率.在浸泡期间测其交流阻抗和极化曲线,研究Ca含量对镁合金组织和腐蚀性能的影响。实验结果表明：在Hank’s模拟体液中,随着含Ca量的增加（x=0.25%,0.5%,1%）,Mg-2Zn-xCa合金的腐蚀程度加剧,腐蚀速率增大;由交流阻抗谱和极化曲线的测试分析发现,随着含Ca量的增加,交流阻抗谱的容抗弧逐渐增大,极化电流密度逐渐减小,镁合金的耐蚀性逐渐降低;因而,三种镁合金中Mg-1Zn-0.25Ca合金表现出最佳的抗腐蚀性能。     

硅酸盐体系中Mg—Gd—Y系镁合金微弧氧化配方优化

采用硅酸盐体系对Mg-9Gd-3Y-0.6Zn-0.5Zr镁合金进行了微弧氧化处理,并通过扫描电镜、X射线衍射、电化学测试技术等方法研究了不同电解液浓度下微弧氧化膜层耐蚀性能及形貌特征.结果表明,经微弧氧化处理,合金的耐蚀性能明显提高.通过4因素3水平的正交实验,确定了硅酸盐体系中进行微弧氧化处理的最佳工艺方案为:硅酸钠20 g/L,双氧水10 mL/L,氟化钾15 g/L,丙三醇 5 mL/L.所得膜层厚度均匀,主要由MgO和Mg2SiO4组成,还有少量的MgF2存在.     

溅射铝涂层在800℃的热腐蚀

对耐热钢(2.25Cr-Mo钢)基材溅射铝涂层,溅射时间为1 h、2 h.其中一部分进行预氧化处理,对比研究溅射铝涂层的耐热钢在800℃涂敷Na2SO4盐膜时的热腐蚀性能.结果表明:溅射时间为2 h的涂层试样的抗腐蚀能力优于溅射时间为1 h的涂层试样.预氧化在一定程度上也加强了合金的抗腐蚀能力.涂层试样在800℃空气中腐蚀24 h后的腐蚀产物为Al2O3、Fe2O3及少量的Cr2S3.     

Mg-7Zn-xY-0.6Zr(x=5,11)合金的腐蚀行为研究

为了探讨Mg-7Zn-x Y-0.6Zr(x=5,11)合金在自然界的耐腐蚀性能,采用失重法和电化学法对两种合金在3.5%Na Cl溶液中的腐蚀行为和电化学行为进行研究。结果表明,含5%Y合金的腐蚀速率较快,这是由二者不同的第二相种类和分布所造成的。含5%Y合金中的非连续网状W相不能有效阻隔腐蚀液侵入合金内部,而含11%Y合金中的与腐蚀表面法线方向成大角度分布的连续层片状X相可以有效减缓合金内部受到进一步腐蚀。两种合金的腐蚀产物均为Mg(OH)2和Y2O3,但含11%Y合金的腐蚀产物在腐蚀表面覆盖的致密程度和均匀程度较高。含5%Y和含11%Y两种合金的腐蚀电位分别为-1.624 4 V和-1.597 8 V。     

Nb质量分数对Al⁃15Si⁃xNb涂层组织与耐蚀性能的影响

以Al?15Si?xNb涂层为研究对象,探究了Nb质量分数对涂层显微组织结构和耐蚀性能的影响规律。采用金相显微镜观察涂层的组织形貌,运用XRD分析涂层的物相组成,应用电化学实验方法（包括开路电位、阻抗谱、极化曲线）表征并讨论了涂层在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明,Al?15Si?xNb涂层主要由α?Al、初生Si、共晶Si组成,在涂层中加入Nb元素后生成少量的NbAl₃相和Nb₅Si₃相;Nb元素的加入促进异质形核,较明显地改变涂层的组织分布;Al?15Si?10Nb涂层中的组织更细小且分布更均匀,均匀分布的α?Al、初生Si和共晶Si构成众多均匀分布的腐蚀微电池,促进α?Al阳极反应,使涂层表面生成的Al₂O₃氧化膜更加连续;Al?15Si?xNb涂层的极化曲线具有类钝化特征,其中Nb质量分数为10%时涂层的自腐蚀电位和点蚀电位较高,产物膜电阻较大,维钝电流密度较低,具有更好的耐腐蚀性能。     

K438高温合金Al-Si涂层的高温氧化表面形貌分析

为提高航空发动机使用寿命,航空发动机涡轮机叶片表面均采用防护涂层技术,以提高基体合金的抗高温氧化腐蚀性能.采用热扩散的方法,在K438镍基高温合金表面制备了Al Si涂层.依据GB/T13303 91标准,对制备了Al Si涂层的K438高温合金进行了1 000℃×500h高温氧化性能试验.用XL 300FEG扫描电镜对氧化后的涂层表面进行观察分析,分析结果表明,K438高温合金表面的Al Si涂层,在高温氧化过程中已转变成连续致密的αAl2O3 氧化膜,该氧化膜无裂纹、剥落发生,可有效地阻止氧原子的渗入.涂层中Si元素的加入,能有效地阻止涂层元素与基体元素的互扩散,起到了扩散障的作用,延长了涂层的退化周期,使涂层获得了优良的抗高温氧化性能.     

混凝土结构中Q235钢表面磷酸锌涂层的制备和腐蚀研究

为改善Q235钢的抗腐蚀性能,对其进行磷酸锌磷化处理,利用SEM、XRD和电化学实验研究不同磷化温度和时间对磷酸锌涂层微观组织和腐蚀行为的影响。结果表明:磷化温度及磷化时间不会改变磷化膜的物相组成,但对磷化膜晶粒尺寸及微观形貌有较大影响,不同温度和时间下磷化膜物相主要由磷酸锌(Zn_3(PO_4)_2·H_2O)组成;随着磷化温度的增加和时间的延长磷化膜致密度增加。Q235钢的腐蚀电位在磷化后较基体有较大的提高,改善了Q235钢的耐蚀性能,其中磷化温度为75℃、磷化时间20min时,能得到均匀、致密高、耐蚀性好的磷化膜。     

AZ91D镁合金表面等离子喷涂Al_2O_3-TiO_2陶瓷涂层的微观组织及防护性能

采用大气等离子喷涂技术在AZ91D镁合金表面制备Al2O3-TiO2陶瓷涂层。对涂层的显微组织、化学成分、相组成及显微硬度进行表征,并对涂层的耐磨损和耐电化学腐蚀防护性能进行研究。结果表明,Al2O3-TiO2陶瓷涂层的组织呈现层状结构,主要组成相为α-Al2O3、γ-Al2O3和金红石TiO2。涂层平均硬度654.2HV,涂层具有良好的抗磨损和抗电化学腐蚀防护性能。     

Mg-4Zn-0.5Y-0.5Nd-0.3Zr镁合金动态压缩行为及变形组织

为了研究挤压态Mg-4Zn-0.5Y-0.5Nd-0.3Zr镁合金在高应变速率下的动态压缩失效行为及组织演变规律,采用分离式霍普金森压杆装置进行了动态压缩实验,并采用光学显微镜对压缩后镁合金的组织演变规律进行了研究.结果表明,在不同应变速率下挤压态Mg-4Zn-0.5Y-0.5Nd-0.3Zr镁合金呈现出相似的屈服现象,并表现为正应变率强化效应.在较低的应变速率下,平行于加载方向的小裂纹的形成、晶粒长大和孪生均可消耗冲击能量.在较高的应变速率下,试样内部的塑性变形能力得到提高且发生了加工硬化现象,而试样边缘萌生了裂纹.     

镁合金表面等离子喷涂Al涂层的耐腐蚀性能

采用等离子喷涂技术在AZ31镁合金表面制备Al涂层,测试了镁合金及Al涂层试样的极化曲线,研究了没有涂层的镁合金、经封孔处理和未经封孔处理的Al涂层镁合金3种试样在浸泡腐蚀和5%NaCl盐雾腐蚀情况下的耐腐蚀性能及其腐蚀行为。结果表明,经封孔处理的Al涂层试样在上述腐蚀条件下的耐腐蚀性均优于镁合金和未封孔处理的试样,在浸泡实验中未封孔处理的涂层试样比镁合金腐蚀更加严重,在盐雾实验中却优于镁合金。     

镁合金AM60表面改性及其在Hank's溶液中的腐蚀

采用等离子喷涂TiO2对镁合金AM60进行表面改性,利用扫描电子显微镜和能谱发现分别观察了涂层结构,分析了其化学成分,通过表面纳米划痕实验研究了涂层的力学性能,用动电位电化学方法测量镁合金及其涂层的腐蚀性能.研究表明:AM60镁合金表面等离子热喷涂TiO2涂层具有多孔的陶瓷结构,存在鳞片状和菜花状/珊瑚状2种形貌,涂层鳞片状部位氧含量要高于菜花状部位的氧含量,涂层的显微硬度的平均值为886 HV,划痕实验表明涂层与基体结合良好,封闭后的涂层明显地提高了镁合金在Hank's溶液中的耐蚀性能.     

镁合金电镀镍涂层的耐蚀性能

以化学镀镍作为保护层,对AZ91D镁合金进行直流电镀镍涂层以提高其耐腐蚀性能,并对镁合金表面两个不同厚度的镀镍涂层进行了比较.采用SEM对涂层的表面形态进行了研究.在X射线下纹理明显.镍涂层硬度约560VHN,远远高于AZ91D镁合金基底的硬度(约100VHN).电化学测量结果表明,在已经研究的镁合金涂层中,镍镀层有最低的腐蚀电流密度和最高的腐蚀电位.加速腐蚀实验中AZ91D镁合金镀镍具有很高的耐腐蚀性能.     

时效处理和添加SiC对镁合金组织及性能影响

对添加Si C镁合金Mg-6Zn-0.6Zr在160~190℃进行时效处理,通过金相组织分析、X射线衍射分析、断口形貌扫描分析及力学性能测试,研究了Si C的加入和时效处理对镁合金的显微组织与力学性能的影响。研究结果表明,时效处理过程能促进挤压铸造镁合金中第二相Mg7Zn3到Mg4Zn7的转变,促进了合金的韧脆转变。而添加少量的Si C能够细化合金的晶粒,提高镁合金的抗拉强度和塑性。     

40NiCrMo7钢表面锰系磷化膜的制备及耐蚀性

为了满足紧固件在工业中的实际应用,采用不同磷化工艺于40NiCrMo7钢表面制备了锰系磷化膜,并作为紧固件的表面腐蚀防护层.运用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、盐雾腐蚀试验机与电化学测试系统对磷化膜的结晶组织、相结构及耐蚀性进行了研究.结果表明,磷化膜的主要相结构为MnHPO_4·2.25H_2O;在工艺Ⅱ条件下,锰系磷化膜组织均匀致密,且覆盖完整;磷化膜的腐蚀速率为0.018 mm/a,同时腐蚀防护率高达97.20%;经240h盐雾腐蚀试验后,磷化膜在工艺Ⅱ条件下的腐蚀面积仅为1%.     

溅射Ni16Co26Cr10Al纳米晶涂层的熔盐热腐蚀性能

利用磁控溅射技术在铸造Ni16Co26Cr10Al合金上溅射了相同成份的纳米晶涂层,以研究晶粒化对高温合金抗高温腐蚀性能的影响.热腐蚀试验在900℃的75%Na2SO4 25%NaCl(质量分数)混合熔盐中进行.结果表明溅射Ni16Co26Cr10Al纳米品涂层由于品粒尺寸细小,促进了保护性氧化物形成元素Al向氧化前沿的扩散,从而促进了保护性Al2O3的快速形成,使得溅射Ni16Co26Cr10Al纳米晶涂层表现出比M38合金更优异的抗热腐蚀性能.     

Ti_3Al合金的电化学腐蚀研究及涂层防护

利用电化学工作系统,分析了Ti_3Al合金的电化学腐蚀行为。在Ti_3Al基体上制备防护涂层,分析涂层对合金的电化学腐蚀影响。采用电化学工作站三电极系统分别在25%Na_2SO_4+75%K_2SO_4、3.5%NaCl溶液中进行电化学腐蚀实验,利用动电位扫描方式获取Tafel曲线对材料的腐蚀行为进行表征。Ti_3Al合金在室温硫酸盐体系中腐蚀速度较快,添加涂层后,在同样的环境下呈现分级钝化现象,腐蚀速度有所减缓;Ti_3Al合金在室温NaCl体系中阳极快速溶解,添加涂层后,在同样的环境下呈现钝化现象,腐蚀速度有所减缓;升高温度,在70℃的硫酸盐和NaCl体系中,Ti_3Al合金阳极溶解速度更快,添加涂层后同样出现阳极溶解现象。Ti_3Al合金的抗硫酸盐和氯化钠的电化学腐蚀能力较弱,添加涂层后,耐蚀能力有所提高。     

一种高硬度铸造镁合金

设计了一种成分（质量分数/%）为Mg-8Zn-6Al-3Cu-3Ca-1.5Mn-1Si的合金,利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射和维氏硬度计研究了自然冷却、快速冷却及时效处理对合金显微组织和硬度的影响.Mg-8Zn-6Al-3Cu-3Ca-1.5Mn-1Si合金慢冷组织主要由α-Mg、Mg2Cu6Al5、CaMgSi、Mg2Zn3等相构成,没有出现Mg17Al12相.合金经快冷后,抑制了第二相从基体中的析出;时效10 h后,CaMgSi相以细小的块状相均匀析出.合金具有较高的硬度值,在时效时间10 h时最大HV值达到111.     

TiC、TiN和Al_2O_3涂层硬质合金结构和磨损研究

用化学气相沉积方法,研究了沉积到C-6硬质合金基体上的Ti C,Ti C/Ti CN/Ti N,Ti C/Al2O3和Ti C/Al2O3/Ti N涂层的显微结构和磨损特性。涂层后硬质合金的高温化学稳定性、抗氧化性能、硬度和切削性能明显提高,Al2O3的加入进一步提高了CVD多层涂层硬质合金的抗氧化性能、硬度和切削性能、隔热和阻碍氧扩散的作用;通过提高涂层硬质合金的抗氧化性能和硬度能提高涂层硬质合金的切削性能。同时也研究了Ti C/Al2O3涂层厚度与磨损以及温度之间的关系。     

稀土Gd对Mg-5Al系镁合金显微组织与疲劳性能的影响

为了确定稀土元素Gd和时效处理对Mg-5Al系压铸镁合金显微组织及疲劳性能的影响,通过低周疲劳实验对压铸态和时效态Mg-5Al-x Gd镁合金的显微组织和疲劳性能进行了表征.结果表明,提高压铸态和时效态Mg-5Al-x Gd镁合金中Gd的含量,可使镁合金的显微组织得到细化.在总应变幅控制的低周疲劳加载条件下,压铸态和时效态Mg-5Al-x Gd镁合金均呈现出循环硬化和循环稳定特征,时效处理可以提高Mg-5Al-x Gd压铸镁合金的循环变形抗力.对于压铸态镁合金而言,Gd含量为1%时镁合金的循环变形抗力高于Gd含量为2%和3%的镁合金,而对于时效态镁合金而言,Gd含量为1%和2%时镁合金的循环变形抗力均高于Gd含量为3%的镁合金.     

时效对Mg-7Gd-4Y-0.6Zn-0.6Zr合金显微组织及硬度的影响

为了提高Mg合金的强韧性和抗高温性能.文中通过显微硬度测试、差示扫描量热仪及透射电镜分析,研究了挤压Mg-7Gd-4Y-0.6Zn-0.6Zr系镁合金的显微硬度及时效析出相的结构.结果表明:钆的添加增强了Mg-Gd-Y合金的时效硬化效果,对合金时效硬化的总体规律无明显影响.透射电镜分析发现具有DO19超点阵的β″和斜方晶体β′相在合金时效硬化阶段析出,提高了合金硬度.在时效后期由于粗大的针片状1β相析出,使合金硬度下降.