粘胶纤维钽喷丝头熔盐阳极化表面处理及应用

喷丝头是化学纤维纺丝机上的关键零件。本文对钽喷丝头表面在高温溶盐中阳极化强化的工艺技术进行了研究，试验结果表明，在适合的熔盐温度、阳极化电压、电流及阳极化时间等工艺参数条件下，喷丝头阳极化处理后在其表面形成了高硬度并硬耐碱腐蚀的改性层，这一改性层的存在使得喷丝头的抗变形、抗划伤和耐碱腐蚀性能大大地提高，纺丝性能亦有所改善。阳极化强化的钽喷丝头已应用于生产实践，可取代黄铂金喷丝头，使生产成本降低。     

钽表面渗氮层的氧化行为

进行了钽表面预先离子渗氮对其后续表面高温熔盐阳极化过程及性能影响的试验研究。发现钽表面预先离子渗氮并不改变其后表面阳极化处理的动力学过程控制步骤,但表面膜层生长速度减慢。膜层物相由钽的氧化物变为氮化物。膜层静态电阻率增大;致密性更好。表面粗糙度低,耐碱腐蚀性能提高。     

钽喷丝头表面覆加金刚石膜的研究

为改善钽喷丝头的品质，提高其硬度和耐碱腐蚀能力，利用热丝CVD制备不同粒径的金刚石薄膜，并通过对钽衬底的碳化处理，成功使之沉积于纯钽喷丝头表面，对纯钽喷丝头进行表面强化。通过场发射扫描电镜观察，大粒径金刚石薄膜有少量孔隙，小粒径金刚石薄膜细腻致密。硬度测试结果表明，金刚石薄膜钽喷丝头表面硬度达HV1000以上，远高于纯钽及其它工艺处理后的钽喷丝头。可纺性试验结果表明，其性能都达到或超过传统喷丝头，完全可以取代成本高昂的铂金喷丝头。     

钽的熔盐阳极化工艺研究

研究了金属钽在ＬｉＮＯ３－助熔盐的熔盐体系中阳极氧化、生成表面硬质膜的工艺，并在应用稀土添加剂改善膜层，从而强化钽材，提高耐蚀性能。     

镁合金表面新颖多层的耐腐蚀Mg-Al金属间化合物涂层(英文)

通过AlCl3-NaCl熔盐扩散表面改性,在镁合金表面制备多层的Mg-Al金属间化合物层。熔盐扩散的处理温度为400 °C,此温度低于纯铝粉扩散的处理温度。熔盐扩散处理后,在镁合金表面形成 Al12Mg17、Al0.58Mg0.42和Al3Mg2多相层的金属间化合物涂层。通过电化学阻抗实验将表面改性和未经表面改性的镁合金的耐蚀性进行比较,发现镁合金表面经过熔盐扩散处理的极化电阻远大于未经表面改性镁合金的。这是因为在镁合金表面形成均匀的多相金属间化合物层。     

激光表面改性对熔盐环境下热障涂层相稳定性和微观结构的影响

目的改善Y_2O_3部分稳定ZrO_2(YSZ)热障涂层的抗熔盐腐蚀性能。方法采用脉冲Nd:YAG激光系统对大气等离子喷涂YSZ热障涂层进行激光表面改性,优化激光参数,将喷涂态以及激光改性涂层在700℃和1000℃的V_2O_5熔盐下进行4 h热腐蚀实验。采用XRD、SEM和EDS表征腐蚀前后喷涂态和激光改性涂层的物相成分、微观结构和化学成分,通过计算热腐蚀后涂层表面的单斜(m)ZrO_2含量,分析激光改性对涂层相稳定性的影响。结果涂层表面的激光改性层呈现致密柱状晶结构并有一些贯穿的垂直裂纹。与原始涂层一样,改性层呈现亚稳态(t′)四方相。改性涂层在700℃腐蚀4h后,腐蚀产物为ZrV_2O_7、YVO_4和少量m-ZrO_2;在1000℃腐蚀4h后,腐蚀产物为m-ZrO_2和YVO_4。对未改性的YSZ涂层进行相同条件下的熔盐热腐蚀,其腐蚀产物种类与改性涂层相同,但是m-ZrO_2含量更高,表明更多的t'相受熔盐腐蚀而分解。结论激光改性可提高YSZ涂层中t'相的稳定性,使得涂层具有更好的抗熔盐腐蚀性能。然而,熔盐易沿垂直裂纹在改性层中渗入,不利于涂层的长期稳定性。     

氧化钽纳米管的制备及表征

采用阳极氧化法在纯钽表面制备了一层均匀的氧化钽纳米管层。研究了热处理对纳米管结构及其在模拟体液中诱导磷灰石能力的影响。阳极氧化后纳米管由非晶的氧化钽构成,在模拟体液中浸泡33 d后其表面可诱导出磷灰石颗粒,表现出较差的磷灰石诱导能力;750℃下对纳米管进行热处理后,纳米管的微观形貌未发生明显变化,但其物相转变为–Ta2O5,在模拟体液中浸泡15 d后可在其表面诱导出磷灰石颗粒,表现出较强的磷灰石诱导能力。分析原因:热处理后,纳米管表面Ta-OH基团的含量以及与羟基磷灰石的晶格匹配度的增加促进了纳米管表面磷灰石的形核。     

医用镁合金表面阳极氧化/茶多酚复合转化层耐腐蚀性能研究

目的 在AZ31镁合金表面制备阳极氧化/茶多酚复合转化层,解决医用镁合金在植入环境中降解过快、易导致炎症等问题。方法 使用阳极氧化法在镁合金表面构建阳极氧化(Anodization)层,之后在阳极氧化层上通过浸泡法制备多酚转化层,得到复合转化层,多酚选择表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)。通过SEM、EDS、XRD、FTIR和XPS对转化层的表面形貌、成分结构进行分析,利用极化曲线、电化学阻抗谱、长期浸泡试验评价转化层的耐腐蚀行为。结果 阳极氧化层内层致密,外层多孔,主要成分为MgO和MgSiO3。在阳极氧化层表面构建EGCG转化层形成复合层后,外层孔洞被填补,且FTIR图谱中出现了EGCG的特征峰。电化学评价结果显示,与AZ31相比,复合转化层的自腐蚀电流密度降低了约2个数量级,高频容抗弧半径显著增大,等效电路模拟后所得极化电阻(Rp)为179.425 kΩ.cm²,远大于裸材。长期浸泡试验结果显示,复合层可明显控制浸泡过程中溶液pH值的增加,且明显低于其他对照组。浸泡160 h后,表面腐蚀产物最少,具有良好的耐腐蚀性能。结论 采用阳极氧化法和浸泡法在AZ31镁合金表面成功制备了阳极氧化/茶多酚复合层,明显提高了镁基底的耐蚀性能。选用的EGCG来源绿色、价格低廉,且具有抗氧化、抗炎等多重功效,为医用镁合金表面改性提供了一种新方案。     

阳极氧化钽酸锂薄膜在NaOH溶液中的腐蚀行为研究

通过阳极氧化法在高纯钽片表面制备了钽酸锂复合薄膜,采用浸泡失重法和电化学测试法考察了镀膜前后样品在10% (质量分数) NaOH溶液中的腐蚀行为。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及能谱仪分别对薄膜的物相组成、表面及截面形貌、膜层厚度进行了测试分析。结果表明,阳极氧化后得到的复合薄膜由钽酸锂和氧化钽组成;该薄膜与基体之间结合良好,厚度约3 μm;镀膜后样品的质量腐蚀速率至少减少了6倍,腐蚀电流密度下降了2个数量级,腐蚀96 h后样品表面没有明显变化。而对比的纯钽样品却发生了严重的腐蚀反应,生成了很多长条状和多棱柱状的腐蚀产物Na₃TaO₄、Na₂Ta₂O₆和Na₈Ta₆O₁₉。     

IrO2＋Ta2O5系钛基改性涂层阳极和失效特点

研究了Ti／（IrO2＋Ta2O5）涂层阳极钛基表面不同改性条件下的表面形貌，截面扫描和界面元素分布，电解强化寿命和失效机理。结果表明，钛基体表面改性对涂层表面形貌没有根本性影响，表面改性的涂层阳极在槽电压-电解时间曲线上具有很长的平台期，显示出很好的强化寿命，平台期的主要失效特点在于涂层的电化学溶解，溶解从“龟裂”处始发，并且逐层进行。     

阳极氧化铝表面MgAl-LDH的原位构筑及改性研究

为了提高铝合金的耐蚀性能，采用阳极氧化法在铝表面制备多孔阳极氧化膜，并以阳极氧化膜为骨架，用原位生长法在其表面构筑具有层状双金属结构的镁铝水滑石(Mg Al-LDH)。首次利用缓蚀剂二苄基二硫代氨基甲酸锌(ZBEC)对制备的Mg Al-LDH膜层进行改性，通过SEM、EDS、XPS、FT-IR研究了改性Mg Al-LDH膜层的形貌、成分，通过电化学阻抗谱(EIS)技术研究了ZBEC浓度、改性温度、改性时间对改性膜层耐腐蚀性能的影响。结果表明，水滑石膜层呈垂直于基体表面的片状交错结构，ZBEC分子可以成功地与Mg Al-LDH膜层进行结合。当ZBEC溶液的浓度为0.03 mol/L、温度为45℃、时间为15 min时，改性前后膜层的EIS低频模值由7.94×10⁵Ω·cm²增加到1.995×10⁶Ω·cm²，说明ZBEC改性提高了Mg Al-LDH膜层的耐蚀性能。     

微弧氧化技术述评

微弧氧化(MAO)又称为微等离子体氧化(MPO)、阳极火花沉积(ASD)或火花放电阳极氧化(SDAO),它是一种直接在有色金属表面原位生长陶瓷膜层的表面处理新技术.该技术突破了传统阳极氧化的诸多不足之处,通过对工艺过程的控制,可以使金属表面陶瓷化,生成的陶瓷薄膜具有优异的耐磨和耐蚀性能、较高的硬度和绝缘电阻.基于目前微弧氧化技术在Al、Mg、Ti及其合金表面改性方面的广泛应用和进展,综述了微弧氧化技术的工艺原理、技术特点、微弧氧化膜层的性质和影响因素以及该技术的应用现状.     

钛酸酯改性硅烷涂层优化及其对5056铝箔耐蚀性能的影响

采用钛酸酯改性硅烷偶联剂作为封孔剂,利用浸渍提拉法对5056铝箔阳极氧化膜进行封孔处理,研究了偶联剂溶质配比、浸渍时间、烘干时间和温度对铝箔耐蚀性能的影响,并探讨了钛酸酯对涂层耐蚀性提升的机理.结果 表明,经钛酸酯改性硅烷偶联剂封孔后,阳极氧化膜层表面形成了连续致密的复合膜,膜层厚度在铝箔双表面均匀一致;当溶质中Ti∶...     

纳米NiCrBSi-TiB_2涂层在Na_2SO_4-60%V_2O_5熔盐中的热腐蚀行为

采用超音速火焰喷涂技术在碳钢表面制备了纳米和微米NiCrBSi-TiB2涂层,并研究了两涂层在800℃下的Na2SO4-60%V2O5熔盐热腐蚀行为。结果表明:纳米涂层具有更好的抗熔盐热腐蚀性能,其在Na2SO4-V2O5熔盐作用下的热腐蚀机理为酸性熔融机制。晶粒纳米化能够提高扩散系数和降低内应力,使得涂层在腐蚀初期能快速地形成一层膜基结合强度高的SiO2膜。SiO2在酸性熔盐中的溶解度低,能够有效地将熔盐和涂层分离,降低了熔盐对涂层的侵蚀作用,对涂层起到保护作用。     

温度对铂钽复合阳极电化学性能的影响

对铂钽复合阳极在200 mA/cm2的电流密度下进行了恒电流试验,通过测量动电位极化曲线以及电化学阻抗谱,研究了阳极在不同温度海水中的电化学行为,利用扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)对阳极形貌及成分进行了分析。电化学试验结果表明,铂钽复合阳极能承载较大的电流密度;随温度的降低,法拉第电荷传递电阻增大,阳极电化学催化活性有所下降。SEM分析结果表明,阳极表面有微裂纹,阳极工作时表面有大量气体析出,加速了阳极的溶解。     

表面处理对Al-Li合金胶接性能与耐腐蚀性的影响

目的提高铝锂合金胶接接头的强度与耐腐蚀性能。方法对铝锂合金板采用砂纸打磨、喷砂和磷酸阳极化处理,在表面处理后的基板上铺一层FM94胶,并加压固化,得到单搭接接头。分析不同表面处理后铝锂合金试样的表面形貌、表面粗糙度、表面自由能和表面化学组成,对接头进行湿热环境老化实验,测试湿热老化前后胶接接头的强度,研究揭示不同表面处理方法对胶接接头强度与抗湿热老化能力的影响。结果与砂纸打磨后的试样相比,喷砂与磷酸阳极化处理能显著提高铝锂合金试样的表面粗糙度和表面自由能。同时,经EDS分析发现,阳极化后铝锂合金表面氧元素大量增加。阳极化和喷砂处理后的接头强度分别为37.0、26.8MPa,而简单打磨过后的接头仅为16.4MPa。湿热老化后,磷酸阳极化处理的接头强度仅下降12.2%,而喷砂处理和砂纸打磨处理的接头强度分别下降了30.6%和19.5%。结论磷酸阳极化和喷砂处理均能增大铝锂合金胶接接头的强度,但阳极化处理效果更好,阳极化处理能显著加强接头的耐腐蚀能力,而喷砂处理则对接头的耐腐蚀能力无明显提升。     

典型金属材料在硝酸熔盐环境中的腐蚀行为研究

通过熔盐浸泡实验研究了Q235碳钢、2.25Cr1Mo低合金钢、P91中合金钢、304和316不锈钢及Inconel617镍基合金在400℃硝酸熔盐(60%NaNO3+40%KNO3)中的静态腐蚀行为。通过测量试样腐蚀不同时间后的质量变化,得到了上述材料在高温熔盐环境中的腐蚀动力学曲线;利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和能谱分析仪(EDS)对该材料在熔盐腐蚀过程中的腐蚀产物形貌、相结构和元素分布进行测试。结果表明,Q235碳钢的抗熔盐腐蚀能力极差,而Inconel 617镍基合金具有极强的抗熔盐腐蚀能力;同时,不同的腐蚀动力学曲线主要是由于材料表面氧化层结构不同;Q235钢表面氧化层主要由Fe2O3组成,不具有保护性;而含Cr合金材料表面会形成含有Cr的氧化物,具有较好的保护性;Inconel 617镍基合金由于表面形成了致密的Cr2O3和Ni O薄膜,所以具有极强的抗腐蚀能力。     

固体电解质用于熔盐电解析氧过程的研究

将氧化物固体电解质制成析氧阳极,研究了在以析氧阳极和碳阴极构成的电解槽中氧化铝熔盐电解过程,测得分解电压约为1.67V,并定性地研究了固体电解质在冰晶石熔盐中的腐蚀问题,实验结果表明,电解条件下固体电解质管内外两表面间的电势差使固体电解质在冰晶石熔盐中存在溶解阻碍,有很好的耐腐蚀性能。     

AZ91D镁合金表面扩渗Ce组织及耐蚀性能

首先采用表面机械研磨的方法实现了AZ91D镁合金表面纳米化,然后研究了熔盐扩渗Ce对AZ91D镁合金表层组织及耐蚀性能影响。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及X射线衍射(XRD)对扩渗层形貌、成分及物相进行了分析,并利用电化学工作站测试了渗层在3.5%Na Cl溶液中的耐蚀性能。研究结果表明,经过表面纳米化及熔盐扩渗Ce后,AZ91D镁合金表面耐蚀能力明显提高,扩渗层厚度随着扩渗时间的延长而增加,扩渗层变得更连续、致密,表面扩渗层的主要富稀土相为Al2Ce金属间化合物。     

表面纳米化改性对铁基模具组织与性能的影响

采用粗糙度测试、金相显微技术、扫描电子显微技术和X射线衍射分析等方法研究了不同表面纳米化时间下的铁基模具的微观组织、粗糙度、物相组成和硬度。结果表明,对铁基模具进行表面纳米化处理后,其表面粗糙度明显提高,且随着纳米化时间的延长,表面粗糙度不断增大;纳米化改性后的截面形貌可分为3个特征区域:流变层、过渡层和基体层;在其它工艺参数不变的条件下,纳米化时间越长则表层晶粒尺寸越小;经过纳米化处理后表层硬度相对原始态基材的硬度更高,原因在于纳米化过程中表层发生了细晶强化和形变强化。