电解质对镁合金阳极氧化膜性能影响的研究进展

综述了电解质对氧化膜性能影响，为设计、选用阳极氧化工艺提供参考。随着人类环保意识的增强，未来镁合金阳极氧化电解质研究重点在于开发更多、对环境和人类友好且能较大提高氧化膜耐蚀性的物质。     

电解质对镁合金阳极氧化膜性能影响的研究进展

综述了电解质对氧化膜性能影响,为设计、选用阳极氧化工艺提供参考.随着人类环保意识的增强,未来镁合金阳极氧化电解质研究重点在于开发更多、对环境和人类友好且能较大提高氧化膜耐蚀性的物质.     

电解质对AZ91D镁合金微弧氧化的影响

在Na2SiO3和NaAlO2为主成膜剂的硅铝复合电解液中,利用交流脉冲电源对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理,研究主成膜剂含量的变化对微弧氧化过程及膜层特性的影响规律。利用扫描电镜(SEM)和膜层测厚仪分别研究了膜层的微观形貌和膜层厚度,通过电化学阻抗谱(EIS)测试膜层在3.5%NaCl中性溶液中的耐蚀性能。结果表明,随着主成膜剂含量的增加,微弧氧化过程中起弧电压和终止电压均呈下降的变化趋势,而膜层耐蚀性则基本呈先增大后降低的变化趋势,膜厚的变化趋势与其耐蚀性一致;Na2SiO3含量的变化对膜层内部致密层和外部疏松层的耐蚀性均有影响,而NaAlO2含量的变化则主要影响膜层内部致密层的耐蚀性;适量的主成膜剂含量是获得致密耐蚀膜层的关键。     

环保型电解质对溶液电导率的影响

在含硅酸钠的碱性基本溶液中,研究植酸(C<,6>H<,18>O<,24>P<,6>)浓度对溶液电导率的影响.采用四因素三水平正交实验,研究环保型电解质如氢氧化钠(NaOH)、硅酸钠(Na2SiO2·9H2O)、硼酸(H>.38>O3)、钨酸钠(Na2WO<,4>·2H2O)、铝酸钠(NaAlO2)和碳酸钠(Na2CO3)对溶液电导率的影响规律.结果表明:随着植酸和硼酸浓度增加,溶液电导率减小;随着NaOH、Na2SiO3·9H2O、Na2WO<,4>·2H2O、Na2CO3和NaAl2浓度增加,溶液电导率增大.     

微弧氧化膜层对压铸镁合金拉伸性能的影响

利用自主开发的微弧氧化工艺处理了实际镁合金压铸试样,并探讨了微弧氧化膜层对镁合金基体拉伸性能的影响。研究发现,微弧氧化处理的镁合金压铸件试样表面的膜层厚度均匀、色泽均一;膜层含有MgO、MgAl2O4及Mg2SiO4等物相,且MgO含量随处理时间的延长而增加;处理时间合适时,膜层几乎不影响镁合金基体的拉伸性能,但随着处理时间的增加,由于膜层中存在的诸多缺陷而使基体的拉伸性能开始有所下降。     

电解质对镁合金微弧氧化表面膜组织与腐蚀性能的影响

采用SEM、TEM、EDX、XRD、AUTOLAB电化学工作站分析比较两种电解质（硅酸盐体系和有机胺体系）直流微弧氧化处理AZ91D合金表面涂层的成分、组织结构和涂层的动电位极化曲线。虽然两种电解质体系涂层元素成分和组成相相同,均为金属相、MgO相和Mg2SiO3相,但有机胺电解质体系的涂层中非金属相（MgO、Mg2SiO4）相对含量高于硅酸盐处理体系,有机胺体系获得的涂层表面均匀致密性也优于硅酸盐体系。有机胺体系获得的涂层在3.5%NaCl中性介质中的腐蚀电流密度、腐蚀电压分别为0.29μA/cm^2和522 mV,与硅酸盐体系处理涂层相比,前者的抗腐蚀能力有很大幅度的提高。     

预处理对压铸镁合金微弧氧化膜的影响

微弧氧化前,用打磨和喷砂两种方法对基材进行预处理,获得两种氧化膜试样,对比了这两种试样的形貌、化学组成及耐腐蚀性能,分析了预处理方法对微弧氧化电压值的影响。结果表明:打磨后微弧氧化的电压值高于喷砂后微弧氧化;微弧氧化膜的耐蚀性能较基体大幅度提高,打磨试样的耐蚀性能较喷砂试样提高了40%左右;喷砂试样的氧化膜表面整体保留了喷砂后粗糙不平的形貌,而打磨试样的氧化膜较喷砂试样平整,微孔尺寸均匀且较喷砂试样的尺寸小;氧化膜表面的化学成分主要有O,Mg,Si,Al等,预处理对氧化膜化学成分及含量的影响不显著。     

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。     

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、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.     

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.     

AZ91D镁合金微弧氧化膜生长方式的多维探讨

在硅酸盐体系电解液中对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理,使用电子外径千分尺、涡流测厚仪、扫描电子显微镜(SEM)以及电子探针显微分析仪(EPMA)对试样尺寸、膜层厚度、微观形貌及所含元素的分布进行检测,采用分界区直接观察法、全基体直接测量法和膜层宏观测量计算法3种方法研究膜层的生长方式。结果表明：第一种方法从膜层截面中直接观察到镁合金微弧氧化膜的确存在向内、向外生长的现象,为膜层的生长方式提供了直观的证据;第二种方法直接、直观地对基体和膜层的尺寸变化同时进行观察与测量,同样揭示存在膜层同时向内、向外生长的现象,且膜层向外的生长速率大于向内的;第3种方法的结果再次表明膜层存在向内、向外生长的现象,并且不同时间下膜层向外生长的尺寸均大于向内的尺寸,但膜层整体的生长速率逐步降低。     

钙盐和氢氧化钾浓度对钛合金微弧氧化膜表面形貌及成分的影响

在含15 g/L食品添加剂植酸的基本溶液中,分别加入乙酸钙、氧化钙、磷酸二氢钙、甘油磷酸钙、EDTA-Ca 5种钙盐以及氢氧化钾,研究钙盐种类和氢氧化钾浓度对钛合金微弧氧化膜表面形貌及成分的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶红外光谱仪(FT-IR)表征氧化膜的表面形貌、成分和结构。结果表明：钙盐能显著提高氧化膜中磷含量,且氧化钙、磷酸二氢钙和EDTA-Ca能较大程度地提高氧化膜中的钙含量;氢氧化钾浓度越高,氧化膜中的钙含量越高。钙盐和氢氧化钾均能增大氧化膜表面的微孔直径。     

铝合金A356微弧氧化电解液配方的优化

利用扫描电镜（SEM）、表面粗糙度测量仪等分析手段,研究了铝合金A356微弧氧化电解液配方对膜层性能的影响规律,优化了电解液配方：主电解质NaOH的质量浓度为4g／L及Na2SiO3的质量浓度为14g／L,添加剂KF的质量浓度为6g／L。KF对膜层性能有很大的改善,随着KF的加入,耐蚀时间从28．7min增大至36min,粗糙度从0．9μm减少到0．55μm。     

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。     

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。     

氟硅比对AM60B镁合金微弧氧化膜微观结构及耐蚀性的影响

通过改变硅酸盐体系电解液中KF和Na2SiO3的浓度,定量分析氟化钾与硅酸钠浓度配比(简称氟硅比)对AM60B镁合金微弧氧化膜层微观结构及耐蚀性的影响.结果表明:主盐Na2SiO3在微弧氧化成膜中必不可少.当电解液中含有KF时(氟硅比大于0),随着氟硅比的增大,成膜反应加剧,膜层表面的孔隙率和表面大孔(＞3 μm)数目...     

电压增幅对镁合金微弧氧化膜层性能的影响

研究了硅酸盐体系微弧氧化过程中,电源电压增幅对放电火花形态及AZ91D镁合金膜层的厚度、表面形貌和耐蚀性有影响。结果表明,随着脉冲电压增加,电弧的弧斑亮度增强、尺寸变大,但数目减少,大弧倾向增加;微弧氧化膜层的厚度增厚,但成膜速率降低;膜层表面熔融物颗粒增大,表面孔径增加,粗糙度增加;腐蚀率呈现出先减小后增加的趋势。当电压增幅为100~150 V时,其过程稳定性、成膜速率、膜层外观质量和耐蚀性等方面的综合性能相对最优。