不同电解液中镁合金微弧氧化膜生长过程及腐蚀防护性能

对AZ31镁合金在3种电解液(NaAlO_2,Na_2SiO_3,Na_3PO_4)中进行微弧氧化处理,采用扫描电子显微镜和X射线能谱仪分析了不同电解液体系下微弧氧化膜的表面和截面形貌及其元素分布情况,采用X射线衍射分析了微弧氧化膜生长过程中物相组成的变化情况,利用电动位极化、电化学阻抗和析氢测试比较了不同电解液体系中制备的相同厚度(～15mm)氧化膜的腐蚀防护性能,并根据不同电解液体系中微弧氧化膜生长过程特点,探讨了氧化膜腐蚀防护性能差异的原因。结果表明:在铝酸盐中生长主要以阴离子化合物沉积为主,氧化膜倾向于向外生长,而在硅酸盐和磷酸盐中,这2种膜层的生长很大一部分来自于基体的氧化,导致其向内生长都占据了主要地位,不同的生长方式导致膜层对基体的腐蚀防护性能不同(AZ31-SAZ31-PAZ31-Al)。     

带放电回路脉冲模式下镁合金微弧氧化陶瓷膜的研究

利用带放电回路的脉冲电源,在硅酸盐体系电解液中对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理,制备得到微弧氧化陶瓷膜。采用涡流测厚仪、电子扫描显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及电化学工作站对膜层的微观结构及耐蚀性进行表征分析。结果表明:膜层表面布满微孔,处理时间延长,膜层中微孔不断变化;膜层中主要存在Mg O、Mg F2、Mg2Si O4及Mg Al2O4四种物相;膜层的耐蚀性较基体明显提高,随着处理时间的延长,先增大后减小。     

溶质离子对AZ31B镁合金微弧诱发过程和陶瓷层结构的影响

采用微弧氧化方法在AZ31B镁合金表面制备了陶瓷层。研究了AZ31B镁合金微弧氧化溶液体系中KOH和Na2SiO3浓度对微弧等离子体诱发过程和陶瓷层微观结构的影响,通过涡流测厚仪、扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了陶瓷层的物相组成、微观形貌和厚度随KOH和Na2SiO3浓度的变化规律。研究表明:恒流模式下,KOH溶液在AZ31B镁合金表面诱发微弧时存在1个临界浓度,约为27mmol/L,且随着KOH浓度的增大,对基体和氧化膜的溶解作用加剧,影响微弧等离子体诱发的稳定性。Na2SiO3含量显著影响镁合金表面微弧诱发过程和陶瓷层的微观结构,随着Na2SiO3浓度的增大,陶瓷层生长速率增快,膜层表面由光滑转变为微孔结构,且孔径逐渐增大;Na2SiO3浓度在1.6~6.4mmol/L时陶瓷层中主要以MgO为主,Na2SiO3浓度大于16mmol/L时,Mg2SiO4和非晶相明显增多。     

添加剂铬酸钾对TC4钛合金微弧氧化膜层性能的影响

以TC4钛合金为基体,在硅酸钠电解液中进行微弧氧化(MAO)。电解液的主要成分为Na2SiO3、Na3PO4和NaOH,工艺条件为:电压450V,频率500Hz,占空比30%,时间5min。通过向电解液中添加0.5g/LK2CrO4对微弧氧化膜层进行着色。采用涡流测厚仪、维氏硬度计、扫描电镜、X射线荧光光谱分析仪以及中性盐雾试验等,研究了K2CrO4添加剂对膜层厚度、显微硬度和形貌等性能的影响。结果表明,所得微弧氧化膜层为典型的不规则多孔氧化物陶瓷膜层,显微硬度和耐蚀性明显优于基材。在电解液中加入K2CrO4后,MAO膜层由灰色转变为深黄色;K2CrO4使膜层粗糙度和孔径增大,与基体结合处的缺陷减少,结合力增强;膜层的脆性和内应力降低,耐蚀性增强。     

镁合金微弧氧化陶瓷层的生长过程研究

采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和膜厚测量等方法,研究了MB8镁合金在硅酸盐体系中不同的微弧氧化时间对陶瓷膜层的截面形貌、相组成及生长速度的影响。结果表明:微弧氧化初期,阳极表面主要生成MgO相并向基体内部生长;随后,膜层沿基体向外生成Mg2SiO4相;在氧化末期,膜层同时向内和向外生长,且向内生长占主导地位,但陶瓷层相组成与氧化中期时相同。氧化膜的厚度随时间呈线性增长。提出了陶瓷层在不同阶段的生长机制。     

镁合金微弧氧化膜的制备及其性能研究

通过对微弧氧化电解液进行优化,得出了最佳配方,并对微弧氧化膜的性能进行了测试。镁合金微弧氧化的最佳工艺条件为:Na_2SiO_320g/L,Na_2B_4O_730g/L,NaOH 30g/L,氧化时间20min。向电解液中加入醋酸镍后,生成含有Ni_2SiO_4的深灰色微弧氧化膜,该膜层较厚且耐蚀性进一步提高。微弧氧化膜表面光滑、致密,但存在少量的微孔和裂纹。微弧氧化膜的主要成分为MgO、Mg_2SiO_4、Ni_2SiO_4和SiO_2,微弧氧化处理显著提高了镁合金基体的耐蚀性。     

表面改性对体育器械用AZ91合金耐磨性能的影响

通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪和摩擦磨损试验机等手段,研究了磁控溅射和微弧氧化对AZ91合金表面改性层组织与性能的影响。结果表明,磁控溅射Ti膜与AZ91合金基体结合良好,界面处没有发现气孔或者微裂纹等缺陷,Ti膜厚度约为4μm,与基体实现了良好冶金结合;随着微弧氧化时间从3min增加至12min,复合改性层的厚度不断增加,经过微弧氧化处理后,不同微弧氧化时间膜层的磨损率都有不同程度降低,氧化时间为3min、6min、9min和12min的微弧氧化膜的磨损率分别为1.62×10~(-3)mm~3·N~(-1)·m~(-1)、0.63×10~(-3)mm~3·N~(-1)·m~(-1)、1.25×10~(-3)mm~3·N~(-1)·m~(-1)和1.51×10~(-3)mm~3·N~(-1)·m~(-1),微弧氧化时间为6min的复合改性层具有最佳的耐磨性能。     

铝合金在不同电解液体系中微弧氧化过程的研究

为比较不同电解液体系下各种工艺参数对铝合金微弧氧化膜性能及耐腐蚀能力的影响,通过微弧氧化法在NaOH、Na2S iO3、NaH2PO4、Na2CO3四种电解液体系分别制备了铝合金氧化膜。通过点滴腐蚀实验比较了四种电解液体系所得氧化膜的耐腐蚀能力,利用扫描电子显微镜(SEM)观察分析了氧化膜的表面形貌。实验表明,在这四种电解液体系中起弧电压均随浓度的降低及电极间距离的增加而逐步升高,而膜厚与氧化电压、时间的增加成正比,但成膜速率随时间的延长而逐渐减缓,在各体系中这些变化的具体情况仍有所区别。其中以NaOH体系所得氧化膜的膜层较致密,微孔分布均匀,相同条件下耐蚀性能要优于其他三种电解液体系所制氧化膜。     

锌合金表面微弧氧化层制备及性能研究

使用脉冲模式微弧氧化法在锌合金表面制备陶瓷膜层。通过扫描电镜观察、XRD分析、电化学腐蚀试验和摩擦磨损试验等,研究了不同电解液体系中工艺条件(电解液浓度、电参数、氧化时间等)对微弧氧化膜层结构及其相关性能的影响。     

镁合金微弧氧化膜的制备及性能研究

通过单因素试验对微弧氧化电解液的配方进行优化,并对微弧氧化膜的性能进行分析。得到的最佳工艺条件为:Na_2SiO_3 20g/L,Na_2B_4O_7 30g/L,NaOH 30g/L,氧化时间20min。向电解液中加入醋酸镍后,得到深灰色的、光滑致密的微弧氧化膜,膜层较厚且耐蚀性较好。     

汽车发动机用AZ91镁合金表面改性研究

采用熔融盐电镀与微弧氧化相结合的方法对汽车发动机用AZ91镁合金进行了表面改性处理。研究了镀层中Nd的质量分数、微弧氧化电解液组成对微弧氧化膜性能的影响。结果表明:Al-0.75Nd合金镀层表面微弧氧化膜较为致密,整体呈现出"熔化"状态,并且具有良好的耐蚀性。当Na_2SiO_3的质量浓度为10g/L时,微弧氧化膜的生长速率较快,并且耐蚀性最好。NaOH的加入可以促进微弧氧化过程的进行,当NaOH的质量浓度为1.5g/L时,微弧氧化膜的耐蚀性最好。     

7N01铝合金微弧氧化膜的腐蚀行为

分别采用硅酸盐与磷酸盐?硅酸盐复合电解液在7N01铝合金表面制备了微弧氧化膜(MAO)。采用扫描电子显微镜观察它们的微观形貌,用X射线衍射仪分析了它们的物相,并用极化曲线测量、电化学阻抗谱和盐水浸泡试验考察了它们的防腐蚀性能。结果表明,两种体系所得微弧氧化膜均主要由α-Al2O3和γ-Al2O3相组成。与硅酸盐体系所得膜层相比,磷酸盐?硅酸盐复合体系所得膜层更加致密,防腐蚀作用更好。     

CeO2微粉添加量对镁合金微弧氧化膜特性的影响

采用微弧氧化技术,恒流模式,合适比例浓度铝酸钠-硅酸钠溶液为电解液,通过添加不同含量CeO_2微粉,为AZ91D镁合金表面制备陶瓷膜层。测厚仪测量膜层厚度、扫描电镜观察膜层表面、截面显微形貌、X射线衍射仪分析膜层成分、相组成。结果表明,加入CeO_2微粉后,膜层表面微孔数量和尺寸减小,成膜效率增加,膜层致密度和表面疏松层硬度提高,膜层由MgO、Mg_2Si O_3等相组成,Ce、CeO_2含量很少,添加不同含量CeO_2微粉对微弧氧化膜层相组成影响较小。     

镁合金微弧氧化膜在Na2SO4溶液中的腐蚀行为

在硅酸盐电解液中,采用微弧氧化(micro-arc oxidation,MAO)技术在镁合金AZ91D表面制备了MAO陶瓷膜。利用电化学方法,结合扫描电子显微镜、X射线衍射等手段研究了该MAO膜层在0.1mol/L Na2SO4溶液及其与不同浓度的NaCl混合液中的腐蚀行为。结果表明:镁合金AZ91D表面的MAO膜在Na2SO4溶液中具有较好的耐蚀性;在0.1mol/L Na2SO4+NaCl混合液中,随着添加的Cl-浓度增加,MAO膜层腐蚀速率增加;浸泡初期MAO膜为全面腐蚀,120 h后浸泡在0.1 mol/L Na2SO4+3.5%NaCl混合液中的试样出现点蚀孔。腐蚀产物为Mg4(OH)6SO4.8H2O、MgSO4和Mg(OH)2,当有Cl-存在的溶液中,腐蚀产物还有MgCl2.2H2O出现。     

含Ce（SO4）2电解液体系中所形成AZ91D微弧氧化膜层的表征

在微弧氧化过程中,电解液的组成对氧化膜层的形成具有重要作用。本文研究了Na2SiO3电解液体系中,Ce(SO4)2的含量对AZ91D微弧氧化膜层特性的影响。测定了氧化膜层的厚度,并用XRD、SEM对氧化膜进行了相组成及表面形貌的分析。结果表明:Ce(SO4)2在0.10～0.30g/L范围内逐渐增加时,陶瓷层的厚度呈现出先增大后减小的趋势,随着Ce(SO4)2含量的增加,氧化膜层表面孔洞直径减小,且裂纹明显减少,氧化膜层较为平整、均匀。XRD分析结果显示,氧化膜层主要由立方结构MgO和镁橄榄石相Mg2SiO4构成。     

纳米二氧化钛对铸造铝铜合金微弧氧化膜层性能的影响

借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、电导率测试仪、覆层测厚仪、显微硬度仪、VSP电化学工作站和数控磨损试验机等分析手段,探究在硅酸盐电解液中加入不同含量的纳米TiO2对铸造铝铜合金微弧氧化陶瓷膜层微观结构、厚度、显微硬度、耐腐蚀性及耐磨性的影响。结果表明,硅酸盐电解液中加入的纳米TiO2参与并促进了微弧氧化反应,使得膜层的缺陷减少,致密度提高,膜层中的α-Al2O3含量增加,从而改善了铸造铝铜合金微弧氧化膜层的综合性能。当纳米TiO2的添加量为3 g/L时,膜层的厚度为69μm,显微硬度达510 HV,极化电阻Rp提高了23倍,摩擦因数较低(约为0.22),耐蚀性及耐磨性较佳。     

温度对镁合金微弧氧化膜在乙二醇水溶液中腐蚀行为的影响

在硅酸盐溶液中,利用微弧氧化(MAO)技术在镁合金AZ91D表面制备了氧化陶瓷膜。采用动电位极化和电化学阻抗谱的方法,研究AZ91D微弧氧化镁合金微弧氧化膜在含有NaCl的乙二醇水溶液中在不同温度的腐蚀行为,并用扫描电子显微镜观察了试样腐蚀前后的表面形貌。结果表明：随温度的升高,微弧氧化膜上的乙二醇分子逐步解析,氯离子代替乙二醇分子吸附至MAO膜层表面而导致腐蚀产生。     

镁合金微弧氧化工艺及陶瓷层耐蚀性能研究

通过单因素试验讨论了镁合金微弧氧化电解液各组分对成膜的作用,得到电解液最佳配方:10g/L(NaPO3)6,5g/LNH4F,6g/LKOH,6mL/LC3H8O3。用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和能谱(EDS)分析了陶瓷膜层的表面形貌、截面形貌、相组成及元素组成;采用点滴试验、交流阻抗和盐雾试验考察了陶瓷层的耐腐蚀性能。结果表明:膜层表面分布着大量均匀的放电微孔,孔径在1~3μm之间,膜层截面内层与基体过渡部分呈犬牙交错状态,结合良好;膜层由大量非晶态相及少量MgO组成,耐蚀性能优良。P与F元素的存在,证明了电解液组分较好地参与了微弧氧化反应。     

各参数对AZ91D镁合金微弧氧化膜层质量影响的研究

使用自行研制的微弧氧化电源,研究分析了电解液成分、电参数及氧化时间等因素对AZ91D镁合金氧化膜层质量的影响.研究表明:电解液成分决定着膜层的成分与性能,铝酸盐体系电解液中形成的氧化膜层耐蚀性、耐磨性和硬度明显不如硅酸盐体系电解液;带放电回路的脉冲电源要明显地优于其它电源;电压、电流密度、脉冲宽度、氧化时间、频率和占空...     

3种溶液体系中镁合金微弧氧化研究第二部分——氧化膜的微观组织

研究了由铝酸盐、氢氧化钾和硅酸盐三种溶液体系制得的AZ91D镁合金微弧氧化膜的截面形貌。分别通过分析用氢氟酸腐蚀、4%的硝酸酒精腐蚀以及抛光后所得的氧化膜的截面形貌图探讨了氧化膜与基体的结合方式。结果发现,陶瓷膜的构成与微弧氧化机理有关,均为三层结构,反应时有大量高温硬质相析出;膜层与基体的过渡部分的组织大为细化。这种结构有利于膜层与基体的良好结合及其力学性能上的平稳过渡。