铝合金微弧氧化陶瓷层厚度及电解液对其耐蚀性的影响

采用盐雾试验及电化学分析研究了不同电解液及厚度下,铝合金微弧氧化陶瓷层的耐蚀性。结果表明,铝合金耐蚀性的提高并不与陶瓷层的厚度增加成正比,10μm厚度要优于5μm及20μm的;不同电解液所制备的陶瓷层耐蚀性也不同,SiO32-溶液制备试样的耐蚀性要优于AlO2-溶液制备试样的耐蚀性。     

钒掺杂对铝合金微弧氧化层结构和性能影响

通过在电解液中添加NH4VO3制备了钒掺杂铝合金微弧氧化层,研究了不同添加浓度对铝合金微弧氧化层结构和性能的影响。利用扫描电镜(SEM)观察微弧氧化层表面形貌,能谱(EDS)仪分析了膜层V、O元素含量,XPS测定V、O元素的价态,X射线衍射(XRD)仪分析了相组成,极化曲线评定了耐蚀性。结果表明,微弧放电区温度高于1714.38K时?3VO开始转变形成V2O5,低熔点的V2O5在电弧作用下优先熔化而抑制了微弧氧化层表面多孔层的形成。钒掺杂对微弧氧化层相组成影响较小,有利于提高膜层的厚度和耐蚀性。     

铝合金微弧氧化膜层耐蚀性研究现状

铝合金微弧氧化技术是提高其表面性能的一项重要技术,微弧氧化膜层的耐蚀性直接影响其适用范围。较系统地总结了铝合金微弧氧化中影响膜层耐蚀性的因素,包括电解液和电参数2大部分。电解液主要由主盐、添加剂及NaOH等组分组成;电参数主要是电流、电压、占空比及频率等因素。提出了几种提高微弧氧化膜层耐蚀性的后处理方法,探讨了各因素对膜层耐蚀性影响的作用机理。     

石墨烯纳米片对D16T铝合金微弧氧化膜层结构与性能的影响

目的研究石墨烯纳米片对D16T铝合金耐磨耐蚀性的影响,为铝合金表面微弧氧化处理技术在油气领域的应用提供理论依据。方法利用微弧氧化技术在含与不含石墨烯的电解液中在D16T铝合金表面制备微弧氧化膜层,采用XRD、SEM、EDS分析了膜层相结构和表面形貌,测试了膜层的粗糙度和显微硬度,通过摩擦磨损和电化学实验研究了石墨烯纳米片对D16T铝合金微弧氧化膜耐磨性和耐蚀性的影响。结果微弧氧化膜层主要由α-Al2O3和γ-Al2O3相组成,石墨烯的添加使Al2O3相的衍射峰值和衍射峰的数量增加,Al衍射峰明显降低;膜层表面平整,表面熔融颗粒较少,表面有大块团聚物堆积。膜层由外部疏松层和内部致密层组成,疏松层微孔数量和微裂纹较少,膜层厚度稍有增加,致密层厚度由不含石墨烯时的0.6μm增至1.6μm。含石墨烯的膜层容抗弧半径明显增加,Bode图中低频阻抗值由5×10^5Ω·cm^2提升至106Ω·cm^2,疏松层电阻由1.57×10^5Ω·cm^2增至1.98×10^5Ω·cm^2,致密层电阻由3.07×10^5Ω·cm^2提升至1.24×106Ω·cm^2;膜层自腐蚀电位由-0.53 V提高至-0.41 V,自腐蚀电流密度由3.15×10^-7 A/cm^2降低至3.97×10^-8 A/cm^2;膜层质量磨损量明显降低,摩擦系数减小,耐磨性增加。结论石墨烯纳米片通过放电通道进入膜层填充膜层中的孔和裂纹,部分石墨烯形成团状覆于膜层表面,使膜层更加平整、致密,膜厚增加,膜层耐磨性和耐蚀性得到明显提升。     

硫化铟对ZL108铝合金微弧氧化膜层结构和耐腐蚀性能的影响

在含有In2S3的硅酸盐电解液中对ZL108铝合金进行了微弧氧化处理.采用扫描电镜(SEM)、光学轮廓仪、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和电化学工作站等检测手段,研究了添加In2S3对MAO膜层微观结构、相组成和耐蚀性等的影响.结果表明,In2S3的加入提高了微弧氧化电压,使膜层成膜速率增加,从而导致...     

显色剂对6061铝合金黑色微弧氧化膜层性能的影响

目的 研究K₂Cr₂O₇和NH₄VO₃作为显色剂,对铝合金黑色微弧氧化膜层性能(包括硬度、吸光效果、耐磨性和耐冲击性能等)的影响。方法 设置3组对照试验,包括采用基础电解液制备出的灰白色膜层,以及在基础电解液中分别添加显色剂NH₄VO₃和K₂Cr₂O₇制备得到的2类黑色膜层。通过维氏硬度计、球盘摩擦磨损与落锤冲击测试分别评价膜层的硬度、耐磨性能和耐冲击性能,采用扫描电子显微镜观察膜层的表面和截面形貌,采用紫外-可见光分光光度计测量膜层的吸收率,采用X射线衍射仪分析膜层的物相组成。结果 发现3类膜层均可分为内层和外层,且内层多孔,导致其成为疏松层,区别在于含Cr的膜层内层中孔洞较少,而含V的膜层中的孔洞较多。采用K₂Cr₂O₇作为显色剂能制备出吸光效果与NH₄VO₃     

不同体系下铸造铝合金微弧氧化膜层的耐磨性能研究

采用自制微弧氧化设备分别在铝酸盐、磷酸盐、硅酸盐体系中对铸造铝合金进行微弧氧化L9(34)正交试验,得到三种体系下的最优试样,再对基体和最优试样在相同条件下进行摩擦磨损试验.结果表明:在外界条件相同时,经微弧氧化处理后的试样耐磨性能和基体相比有显著的提高;且在铝酸盐、磷酸盐、硅酸盐体系中经微弧氧化处理的试样的耐磨性依次减弱.     

占空比对6061铝合金微弧氧化膜层结构与耐蚀性的影响

研究双极性脉冲电源的阴、阳极占空比对6061铝合金微弧氧化陶瓷膜层的组成、结构、形貌及耐蚀性的影响。研究发现,阴、阳极占空比da/dc对膜层的组成、形貌、耐蚀性及生长过程均有明显的影响。da+dc<1时,成膜层速率缓慢;膜层的表面粗糙度和莫来石所占比例随阴、阳极占空比da/dc的增大而增大;da/dc比值过大或过小均不利于获得致密性良好的MAO膜层以提高其耐蚀性能;若da/dc≠1,阳极电压在微弧放电第三阶段出现明显的跃升突变现象     

7075铝合金微弧氧化涂层的组织结构与耐蚀耐磨性能

采用微弧氧化技术在7075铝合金表面制备保护性涂层,考察工艺参数对涂层生长过程的影响规律,利用SEM和XRD测试微弧氧化涂层的微观组织,通过中性盐雾实验评价涂层的耐腐蚀性能,通过摩擦磨损实验研究涂层的摩擦磨损特性.结果表明,电流密度和氧化时间是影响微弧氧化涂层质量和厚度的重要参数;γ-Al_2O_3是微弧氧化涂层的主要组成相,基体材料成分和电解液组分都会影响涂层的相组成;涂层厚度以及封孔处理对涂层的耐腐蚀性能具有显著影响,经适当工艺制备和处理的微弧氧化涂层耐中性盐雾实验时间可达2000h以上,耐蚀性优异;微弧氧化处理能够显著提高7075铝合金的耐磨性,与7075铝合金基体和硬质阳极氧化膜相比,微弧氧化涂层的耐磨性分别提高了约400倍和50倍.     

含石墨烯纳米片电解液中电流密度对2024铝合金微弧氧化膜性能的影响

目的研究电流密度对陶瓷膜层厚度、硬度及耐磨、耐腐蚀性能的影响。方法在含有氢氧化钠和硅酸钠的电解液中添加石墨烯纳米片(GNPs),采用脉冲直流模式实现不同电流密度条件下2024铝合金的微弧氧化(MAO)处理。采用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对膜层形貌和成分进行了分析,借助电化学极化曲线测试了膜层的耐腐蚀性能,使用X射线衍射仪(XRD)表征了试样的相组成,利用多功能材料表面性能试验机测定了陶瓷膜表面力学性能。结果电流密度从1 A/dm~2增加到5 A/dm~2时,含GNPs的陶瓷膜层厚度由4.2μm增加到5.8μm,不含GNPs的膜层厚度由2.7μm增加到4.5μm。电流密度为1 A/dm~2时,含GNPs的膜层硬度达到163 HV,比同电流密度下不含GNPs的膜层硬度提高63%。电流密度为1 A/dm~2时,摩擦系数约为0.5;电流密度达到5 A/dm~2时,摩擦系数降低为0.3,膜层的耐磨性能提高。电流密度为3 A/dm~2时,自腐蚀电位开始逐渐升高,而自腐蚀电流呈下降趋势,生成的陶瓷膜的耐蚀性最好。电流密度对陶瓷膜成分的影响不明显。结论试样致密层的摩擦系数随电流密度的增大而显著降低,耐磨性能提高。提高电流密度可有效减少膜层上放电孔洞的数量和尺寸,改善膜层的耐蚀性,电流密度达到3 A/dm~2时,膜层的耐蚀性能最佳。引入GNPs可提高膜层的厚度、硬度、耐磨性能、耐腐蚀性能。     

铝及其合金微弧氧化技术的研究与进展

微弧氧化是一种在Al、Mg、Ti等有色金属及其合金材料表面原位产生陶瓷层的表面强化技术。利用该技术可以在这些有色金属表面生成耐磨、耐蚀以及电绝缘性能优异的陶瓷层。本文介绍了铝及其合金微弧氧化的基本原理、工艺特点、微弧氧化陶瓷层的结构和性能特点,并展望了微弧氧化技术的应用前景和发展趋势。     

LY12铝合金微弧氧化膜三维组织结构及占空比影响研究

在Na2SiO3-KOH溶液体系中,采用恒流模式在LY12铝合金表面进行了占空比不同、厚度均为50μm的微弧氧化(Microarc oxidation,MAO)陶瓷膜制备。着重对微弧氧化膜表层、次层、内层以及界面的三维组织结构进行分析,并研究了占空比对陶瓷膜显微结构及相组成的影响。结果表明,大尺寸放电微孔仅在陶瓷膜近表面残存,而次层及内层微孔尺寸明显减小,且临近基体金属侧膜层中γ-Al2O3相较多。陶瓷膜截面能谱分析显示,Si元素在陶瓷膜外层及膜层内部微孔处含量相对较多。占空比对膜层结构影响显著,当占空比较小时陶瓷膜外表面为典型的火山喷射状形貌,随占空比增加,表面呈现出较多尺寸较大的饼状平滑区。陶瓷膜内/外表面XRD分析表明,内/外部膜层中α-Al2O3相含量都随占空比的增加而增加。     

Formation of Structure and Properties of Coatings Deposited by Microarc Oxidizing on Parts Fabricated from Aluminum Alloys

The laws governing the effect of the oxidizing parameters and additional treatment on the phase composition, structure, and properties of coatings are investigated, which makes it possible to change them in a wide range. New techniques are suggested for depositing coatings with improved characteristics.     

镁合金微弧氧化技术及其膜的耐蚀性能

本文介绍了微弧氧化技术的几种成膜机理;论证了镁合金微弧氧化膜具有很好的耐蚀性能,且微弧氧化工艺比普通的阳极氧化工艺简单。同时,镁合金的微弧氧化膜层还具有耐磨性、电绝缘性等一些优良性能,这使得微孤氧化技术有广泛的应用前景。     

硅酸盐电解液中铝合金微弧氧化陶瓷膜层的结构与性能

在硅酸盐电解液中利用微弧氧化方法，在LYl2铝合金上制备了陶瓷膜层。用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)观察分析了其形貌和相组成，测定了膜层厚度、显微硬度，并对涂层进行了耐蚀性和抗热震性研究。结果表明，涂层分为两层，外层为疏松层，内层为致密层，涂层总厚度76μm，致密层厚度50μm，硬度1500HV；涂层相组成为γ-Al2O3和α-Al2O3；涂层在30℃、10%NaOH水溶液和30℃、20%Nacl水溶液中的耐蚀性极好。     

LY12铝合金微弧氧化黑色陶瓷膜结构及耐腐蚀性研究

在多聚磷酸钠和含铬添加剂组成的电解液体系中，采用微弧氧化方法对LY12铝合金表面制备颜色均匀的黑色陶瓷膜。利用扫描电镜、X射线衍射仪和电化学分析仪研究了陶瓷膜结构、形貌和耐蚀性。陶瓷膜厚度随着反应时间的延长近似性线增加，添加剂具有增加陶瓷膜厚度的作用。膜层表面残留大量没有完全封闭的放电通道；沿陶瓷膜截面由内至外，黑色陶瓷膜的颜色逐渐变深，铬的含量增加，铝、铜的含量减少。含添加剂陶瓷膜由大量的α-Al2O3及少量的γ-Al2O3组成；不含添加剂陶瓷膜由y-Al2O3组成，乳白色。陶瓷膜层试样的耐腐蚀性能要好于基体，含铬的黑色陶瓷膜耐腐蚀性能大幅度提高。     

LY12铝合金微弧氧化黑色陶瓷膜结构及耐腐蚀性研究

在多聚磷酸钠和含铬添加剂组成的电解液体系中,采用微弧氧化方法对LY12铝合金表面制备颜色均匀的黑色陶瓷膜.利用扫描电镜、X射线衍射仪和电化学分析仪研究了陶瓷膜结构、形貌和耐蚀性.陶瓷膜厚度随着反应时间的延长近似性线增加,添加剂具有增加陶瓷膜厚度的作用.膜层表面残留大量没有完全封闭的放电通道:沿陶瓷膜截面由内至外,黑色陶瓷膜的颜色逐渐变深,铬的含量增加,铝、铜的含量减少.含添加剂陶瓷膜由大量的α-Al2O3及少量的γ-Al2O3组成;不含添加剂陶瓷膜由γ-Al2O3组成,乳白色.陶瓷膜层试样的耐腐蚀性能要好于基体,含铬的黑色陶瓷膜耐腐蚀性能大幅度提高.     

铝合金材料微弧氧化表面处理中膜层与正向电流的关系

微弧氧化表面强化技术能够提高金属材料表面耐磨性和硬度,但金属特性差异会导致膜层特性的变化。本文以ZL108铸造铝合金为研究对象,实验研究了微弧氧化电流与膜层厚度、生长率、相成分的关系,并探讨了其深层机理。为金属表面强化处理工艺的优化提供了参考。     

铝合金微弧氧化工艺研究

为了达到改善铝合金表面硬度低、耐磨耐蚀性差的目的,采用脉冲电源微弧氧化技术在硅酸钠电解液中在铝合金表面原位生长陶瓷膜.讨论氧化时间和电流密度对微弧氧化成膜厚度的影响.用数字式覆层测厚仪测量膜厚,扫描电子显微镜和X射线衍射分析膜层显微结构和相组成.结果表明:氧化时间越长,膜层越厚,但是30min以后不再增厚,电流密度越大,膜层越厚;陶瓷层表面有微孔产生,膜层与基体结合紧密,膜层由致密层、过渡层和疏松层组成,致密层厚且致密;氧化膜由γ-Al2O3、mullite莫来石(3Al2O3·2SiO2)和AlO相组成.     

LY12铝合金微弧氧化陶瓷膜的纳米压入研究

用纳米压入法测定了LY12铝合金微弧氧化陶瓷膜的硬度H和弹性模量E分布,并探讨了陶瓷氧化膜的生长机理。氧化膜的硬度和弹性模量分别为18GPa-32GPa,280GPa-390GPa。靠近膜／基体界面的氧化膜硬度和弹性模量仍然相当高。H和E沿膜深度的分布都存在一个极大值,并同膜内α-Al2O3含量变化是一致的。其形成原因在于微弧区熔融物在膜不同部位冷却速率差异较大。