不同工艺下镁合金MAO/GO/SA复合涂层的耐蚀性

为提高AZ91D镁合金基体的耐蚀性，采用微弧氧化、电沉积和自组装工艺在AZ91D镁合金表面制备了微弧氧化/氧化石墨烯/硬脂酸(MAO/GO/SA)复合涂层。通过SEM对复合涂层的微观组织结构进行了分析，利用电化学阻抗谱、极化曲线测试了复合涂层的耐蚀性能。结果表明，最佳电沉积电压为4 V,此时，MAO/GO复合涂层的电荷转移电阻(R_ct)为4.41×10⁵Ω·cm²,腐蚀电流密度(J_corr)为3.88×10^-7 A/cm²。醇水比为7∶3时，MAO/GO/SA复合涂层的R_ct值为3.07×10⁶Ω·cm²,J_corr为3.02×10^-8 A/cm²,达到超疏水状态，涂层耐蚀性最好。     

液膜厚度对固态超滑表面在薄液膜下腐蚀行为的影响

利用电沉积法在低碳钢表面上构建了多孔微纳结构并灌注润滑剂制备出一种稳定的固态超滑表面(SSS)。采用电化学测试，扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等手段研究不同液膜厚度(500,250,100和50μm)下SSS腐蚀防护行为及腐蚀后的微观结构变化规律。结果表明：在薄液膜腐蚀初期，随着薄液膜厚度的降低，SSS的腐蚀行为呈现较小差异，在100μm厚度时SSS具有最大的阻抗，浸泡1 d后极限扩散电流密度为4.899×10^-6 A·cm^-2 (在-1.4 V电位下)，拟合后的阻抗值达到1.54×10⁵Ω·cm²；即使浸泡7 d后仍具有6.98×10⁴Ω·cm²的阻抗值，并难以检测到腐蚀产物的生成，表现出优异的稳定性和耐蚀性。     

氧化时间对7A04铝合金微弧氧化膜层组织与性能的影响

在硅酸盐与铝酸盐混合电解液体系下，在7A04铝合金表面制备了微弧氧化陶瓷膜层，通过对膜层的厚度均匀性、电化学特性、物相组成以及表面形貌进行分析，研究了氧化时间对陶瓷膜层厚度、电化学耐蚀性、物相组成与表面形貌的影响。结果表明，膜层微观表面凹凸不平，呈火山喷口状形貌，微弧氧化时间不会改变膜层物相种类，主要由γ-Al₂O₃和α-Al₂O₃组成；微弧氧化时间是决定微弧氧化膜层性能的关键因素，氧化时间为25 min时，膜层厚度均匀性最好，方差为0.69,腐蚀电位为-0.482 1 V,腐蚀电流密度为3.75×10^-7 A/cm²,极化电阻为4.63×10⁶Ω·cm²;氧化时间为35 min时，交流阻抗性能最好。     

KH-151硅烷改性纳米ZrO2对铝合金表面环氧树脂涂层防护性能的影响

在6061铝合金表面制备了硅烷改性纳米ZrO₂环氧树脂涂层,采用电化学测试和腐蚀试验,研究了纳米ZrO₂添加量对硅烷改性纳米ZrO₂环氧树脂涂层防护性能的影响,并对比了不同转化处理工艺下涂层的物理性能和防护性能。结果表明：当纳米ZrO₂添加量为100 mg/L时,硅烷改性纳米ZrO₂环氧树脂涂层试样的极化电阻为2 719Ω·cm²、自腐蚀电流密度为2.528×10^-6 A·cm^-2;在经不同转化处理工艺处理的涂层中,硅烷改性纳米ZrO₂环氧树脂涂层的平均厚度为55μm,涂层剥离面积比例为5%,附着力达到1级,极化电阻最大,自腐蚀电流密度最小,涂层防护性能最佳。     

Ti-Al-(C,N)复合涂层在模拟海水中的耐磨耐蚀性能

采用激光熔覆技术于TC4表面制备了Ti-Al-(C, N)复合涂层,利用电化学工作站与摩擦磨损试验机对TC4与复合涂层在模拟海水环境中的电化学性能以及摩擦磨损性能进行测试,探究复合涂层在模拟海水环境中的腐蚀、磨损机理。结果表明：复合涂层的自腐蚀电位为-0.14 V,腐蚀电流密度为9.75×10^-8 A/cm²,表现出良好的耐腐蚀性能;在为期30 d的浸泡过程中,复合涂层与TC4表面钝化膜均会因腐蚀性离子的吸附而被破坏,造成表面钝化膜阻抗逐渐降低;均匀而致密的复合涂层相比TC4具有更好的减摩耐磨性,其平均摩擦因数为0.28,磨损机制主要表现为磨粒磨损和少量黏着磨损,磨损体积较TC4减少15.2%。     

冷喷涂及阳极氧化复合处理对WE43镁合金耐蚀性能的影响

通过冷喷涂、冷喷涂-阳极氧化对WE43镁合金进行复合表面处理,采用高锰酸钾点滴试验,动电位极化曲线,扫描电镜(SEM/EDS),X射线衍射(XRD)等测试手段,研究了涂层的腐蚀行为。结果表明,经冷喷涂处理制备的涂层表面致密,相较于镁合金基体自腐蚀电位提高了0.864 V,自腐蚀电流密度降低至2.1×10^-5 A/cm²,点滴试验时间由5 s增加至59 s;冷喷涂-阳极氧化复合涂层相较于镁合金基体自腐蚀电位提高了1.097V,自腐蚀电流密度降低至3.16×10^-7 A/cm²,自腐蚀电流密度相较于单一冷喷涂处理下降了两个数量级,点滴试验时间由5 s增加至478 s;采用冷喷涂处理和冷喷涂-阳极氧化复合处理均能提高WE43镁合金的耐蚀性能。     

激光辅助热喷涂NiCoCrAlYTa-Cr2O3-Cu-Mo涂层高温静态氧化行为

为探究高温润滑耐磨涂层抗高温氧化行为,采用激光辅助等离子喷涂技术(LPHS)在GH4065A镍基高温合金上制备NiCoCrAlYTa-Cr₂O₃-Cu-Mo涂层,研究了该涂层在(850～1000)℃×220 h的抗高温氧化行为。计算得出氧化激活能约为128.5 kJ·mol^-1,850、900、1000℃氧化速率常数分别为1.44×10^-2、3.61×10^-2、7.71×10^-2 mg²·cm^-4·h^-1。结果表明,850℃×220 h氧化后表面生成Al₂O₃为主的连续致密氧化膜,阻碍涂层内部的进一步氧化;1000℃×220 h氧化后表面生成疏松NiO为主,致密Cr₂O₃·NiO为辅的氧化膜。致密氧化膜的生成阻止了涂层及基体的进一步氧化。     

质子交换膜燃料电池不锈钢双极板表面Cr2AlC涂层的制备与耐蚀性能

采用直流磁控溅射技术在304不锈钢双极板表面沉积Cr₂AlC MAX相涂层。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等对涂层的形貌、微观组织进行分析；采用电化学方法研究了Cr₂AlC涂层对不锈钢在0.01 mol/L H₂SO₄溶液中耐蚀性能的影响。结果表明：涂层致密均匀，主要由Cr₂AlC MAX相组成；沉积Cr₂AlC涂层后，304不锈钢的腐蚀电流密度为2.43×10^-7A·cm^-2，下降了两个数量级；恒电位极化后，阳极和阴极的电流密度分别稳定在2.44×10^-8和2.3×10^-7A·cm^-2；在腐蚀介质中的电荷转移电阻值高于10⁵Ω·cm²，表明Cr₂AlC涂层在质子交换膜燃料电池模拟环境中具有良好的耐腐蚀性能。     

7075铝合金微弧氧化膜硅溶胶封孔工艺及其性能

对微弧氧化后的7075铝合金进行硅溶胶封孔处理,采用扫描电镜、X衍射仪、高温摩擦磨损试验机和电化学工作站对硅溶胶封孔前后微弧氧化膜层的微观表面形貌、截面形貌、相组成、耐磨性和耐腐蚀性进行观察分析,研究了硅溶胶-凝胶不同封孔工艺对封孔效果的影响。结果表明,相对于微弧氧化膜层,封孔后的微弧氧化膜层微孔明显减少,膜层的粗糙度降低,耐磨性得到提高。封孔后的铝合金微弧氧化膜腐蚀电位由-0.62 V(vs SCE)正移到-0.36 V(vs SCE),腐蚀电流密度由2.44×10^-3 A·cm^-2下降到2.03×10^-4 A·cm^-2,耐腐蚀能力得到显著提高。通过浸渍提拉法封孔的微弧氧化膜层的耐腐蚀性比旋涂法封孔的更好。     

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。     

化学镀Pt对多弧离子镀NiCoCrAlY涂层高温氧化行为的影响

目的 改善多弧离子镀NiCoCrAlY涂层的抗高温氧化性能,探究化学镀Pt对NiCoCrAlY涂层高温氧化行为的影响。方法 采用多弧离子镀(M-AIP)技术在第二代镍基单晶高温合金上沉积NiCoCrAlY涂层,然后通过化学镀技术在其表面制备厚度约0.5μm的Pt镀层,经真空退火处理后获得Pt改性的NiCoCrAlY涂层。通过1 050℃恒温氧化和循环氧化试验测试涂层的高温氧化性能,并利用扫描电子显微镜、X射线衍射以及电子探针等手段对涂层物相及元素分布进行分析。结果 经化学镀Pt改性后,NiCoCrAlY涂层恒温氧化20 h的氧化增重由0.78 mg/cm²减小至0.47 mg/cm²,氧化速率常数由6.32×10^-12g²/(cm⁴·s)降低为2.16×10^-12g²/(cm⁴·s);而循环氧化300次的氧化增重由1.52 mg/cm²减小至1.05 mg/cm²,氧化...     

电沉积Ni-Fe-Co合金镀层的微观结构及耐腐蚀性能

在稳定的酸性柠檬酸盐溶液中，在低碳钢基体上电镀获得了Ni-Fe-Co合金镀层，并研究了电镀条件和钴含量对镀层性能的影响，得到了最佳镀层工艺参数。利用扫描电子显微镜、能谱仪、电化学阻抗谱、极化曲线和数字显微硬度计对合金镀层进行了研究。结果显示，合适的工艺参数是10 A/dm²、45℃和10 g/L柠檬酸三铵。Ni-Fe-Co合金镀层的钴含量随着钴离子浓度的增加而线性增加，镀层均为简单的面心立方固溶体结构。随着镀层中钴含量的增加，镀层的耐腐蚀性能和硬度先升高后降低。Ni-Fe-13.51Co(质量分数)镀层具有显著的防腐蚀性能，其电荷转移电阻为3031Ω·cm²，腐蚀电流密度为5.754×10^-6 A/cm²。     

Nb2O5/TiO2微弧氧化复合膜层微观组织和高温性能的研究

为了研究Ti6Al4V钛合金微弧氧化膜层的抗高温氧化性能,在硅酸钠电解液中添加纳米铌(Nb)颗粒制备了Nb₂O₅/TiO₂复合膜层。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析膜层的微观结构和相组成。结果表明：随着纳米Nb浓度增加,膜层表面微孔直径增大、数量减小,膜层中Nb元素含量逐渐增加至5at%,膜层厚度由42.28μm增加至55.48μm;膜层由锐钛矿型TiO₂、金红石型TiO₂、Al₂TiO₅、Nb₂O₅及Nb-Ti化合物组成,金红石型TiO₂峰值和Nb₂O₅峰值逐渐上升;试样增重由基体10.25 mg/cm²降低至Nb浓度为6 g/L制备膜层的2.281 mg/cm²,平均氧化速率由2.8472×10^-5 mg·cm^-2     

基于PDM的304不锈钢钝化膜生长动力学研究

研究了304不锈钢在不同pH溶液中钝化膜生长规律。结果表明,304不锈钢表面生长的钝化膜为n型半导体,钝化膜内施主密度与施加的电位成反比(除pH=13.4溶液);在钝化区内,稳态电流密度与施加的电位无关,而阻挡层的厚度随施加电位增加而增厚。采用点缺陷模型(PDM)对钝化区的电化学阻抗谱(EIS)数据进行分析计算,拟合出的参数可以用来预测样品随时间的腐蚀进程。计算结果表明,间隙阳离子是阻挡层的主要缺陷,缺陷的扩散系数约为10^-19 cm²·s^-1。     

AZ31B镁合金钒/硅烷复合转化膜的制备与表征

目的 改善钒酸盐转化膜表面形貌,提高单一钒酸盐转化膜的耐蚀性能。方法 使用偏钒酸盐和硅烷通过两步法在镁合金表面制备钒/硅烷复合转化膜,比较不同硅烷制备的复合膜的耐蚀性能,从而确定使用硅烷的种类,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶红外光谱(FT-IR)观察转化膜的微观形貌并分析转化膜的组成和结构,通过交流阻抗测试(EIS)、Tafel极化曲线测试和全浸腐蚀实验评价转化膜的耐蚀性能,并采用划格实验和接触角测试评价转化膜的结合力和疏水性。结果 确定使用BTEPST(双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物)作为成膜组分,使用偏钒酸钠和BTESPT在镁合金表面成功制备钒/BTESPT复合膜,复合膜表面均匀平整,致密无裂纹,与基体结合力好,具有疏水性,该复合膜的组成元素为Mg、V、C、O、Si和S,且元素分布较均匀,膜层是包含Si—O—S、Si—O—Mg、Si—O—V等共价键的交联结构。交流阻抗测试结果显示,钒/BTESPT复合转化膜的膜层电阻为1.17×10⁵?·cm²,电荷转移电阻为1.076×1...     

电场辅助镁锰超疏水类水滑石膜的制备及耐蚀性研究

为了进一步提升镁合金作为生物医用材料的临床应用，本研究采用电场辅助法在ZK60镁合金表面制备了超疏水类水滑石膜(SH)以提高耐蚀性，并用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)分析了膜层的表面成分和形貌，实验结果表明膜层表面主要成分为肉豆蔻酸钙(Ca[CH₃(CH₂)₁₂COO]₂)和镁锰类水滑石膜(Mg₆Mn₂(OH)₁₆CO₃·4H₂O)。用电化学测试和接触角测试表征了膜层的耐蚀性，最佳制备工艺下超疏水膜层试样接触角达到152.5°，腐蚀电流密度(4.73×10^-7A·cm^-2)与基体(6.53×10^-5 A·cm^-2)相比下降了约2个数量级，显著减缓了镁合金基体在模拟体液(SBF)中的降解速率。     

等离子体密度调控CrN薄膜结构改性Ti6Al4V双极板

目的 满足质子交换膜燃料电池双极板的使用要求。方法 采用热丝增强等离子体磁控溅射技术,通过改变热丝放电电流调控溅射等离子体密度,在Ti6Al4V（TC4）合金表面制备了氮化铬（CrN）薄膜。结果 随着热丝放电电流从0A增加至32A,真空腔内等离子体密度增强,-50V偏压下基体偏流密度从0.07 mA/cm²增至0.7 mA/cm²。CrN薄膜择优取向从低应变能的（111）转变成表面能更低的（200）择优取向。薄膜表面形貌由较疏松的四棱锥型转变成致密球形;无热丝时,CrN薄膜显示有铬的（110）衍射峰且铬原子数分数为52.16%,为富金属薄膜。热丝放电电流为16 A和32 A时,Cr N薄膜中的铬原子数分数分别降至50.79%和49.82%,且无Cr的衍射峰,即逐渐转变为贫铬。采用热丝辅助磁控溅射,将使氮气离化率增大,活性增强,引起薄膜贫铬。模拟双极板工作环境下,与TC4腐蚀电流密度1.5×10^-8 A/cm²相比,CrN薄膜的腐蚀电流密度由无热丝的3×10^-5 A/cm     

不同偏压对45#钢电弧离子镀铝层耐蚀性能的影响

采用不同偏压参数(0、-50、-100、-200、-300 V)电弧离子镀(AIP)沉积铝涂层。通过扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对不同参数下镀铝涂层的表面及截面特征进行分析;采用开路电位(OCP)、电化学阻抗谱(EIS)和电化学极化(EI)等电化学测试及中性盐雾实验对不同参数下的镀铝涂层防护性进行研究。结果表明：随着偏压的增大,镀铝涂层孔隙及粗糙度表现出先减小后增大的趋势。各偏压参数下的镀铝涂层试样的OCP稳定在-0.72～-0.77 V之间,电荷转移电阻在(1.50～2.98)×10⁴Ω·cm²之间,自腐蚀电流密度在(1.18～5.49)×10^-6 A·cm^-2之间,耐蚀性明显优于45#碳钢。经336 h盐雾实验后,各偏压参数下的镀铝涂层试样仍具有一定的防护性能,镀层及铁铝扩散层对于铁基体表现为阴极保护机制,其中偏压-200 V的镀铝涂层防护性能更优。因此,当靶电流55 A、Ar压力1.0 Pa、偏压-200 V时,AIP所制备铝涂层结构致密,与基体结合良好,具有优异的防护性能。     

2205双相不锈钢与316L奥氏体不锈钢钝化膜内点缺陷扩散系数的计算分析

应用电容测试法并借助于点缺陷模型（PDM）计算了2205双相不锈钢与316L 奥氏体不锈钢在NaCl溶液中所形成的钝化膜内点缺陷的扩散系数,利用实验测得钝化膜的稳态电流和PDM模型对计算结果进行了验证分析。通过两种计算方法得到点缺陷在2205双相不锈钢与316L奥氏体不锈钢钝化膜内的扩散系数约为10^-23cm²/s~10^-20 cm²/s数量级,并发现在模拟海水溶液中2205钢的扩散系数比316L钢小,氧空位所形成的点缺陷在2205钢的钝化膜内比316L钢扩散困难,从而使得2205不锈钢的钝化膜比316L不锈钢更加致密与完整,保护性能更好。     

镀锌钢板硅烷钝化膜的制备及其电化学性能

在镀锌钢板基体上制备了硅烷膜和CeO_2纳米颗粒改性γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷膜。采用电化学阻抗谱(EIS)技术研究了水解液中甲醇和CeO_2纳米颗粒加入量对钝化膜电化学性能的影响;采用扫描电子显微镜(SEM)观察n种硅烷膜的微观形貌和结构。结果表明:甲醇含量对硅烷水解有重要影响,当甲醇含量为10%(质量分数)时,制得硅烷膜的阻抗最大,为1×10~(3.7)Ω·cm~2,单纯纳米颗粒CeO_2的添加对钝化膜的耐蚀性影响不大。