AZ31B镁合金/6061铝合金异质金属连接件整体微弧氧化膜的制备及其结构

对AZ31B镁合金和6061铝合金异质金属铆接件进行了微弧氧化,研究了不同时间微弧氧化膜的微观形貌、物相组成、电化学性能、硬度等,对比分析了微弧氧化过程中镁合金、铝合金表面氧化膜的形成过程。结果表明:经过10min的微弧氧化后,该连接件整体被氧化膜包裹,氧化膜与2种合金基体均紧密连接,且均由致密层和疏松层组成;镁合金表面氧化膜主要由MgO、少量硅酸盐和氟化物组成,而铝合金表面氧化膜主要由Al_2O_3及少量硅酸盐组成;微弧氧化提高了连接件中镁合金、铝合金的腐蚀电位,降低了二者的腐蚀电位差,有效缓解了电偶腐蚀的发生。     

ZL101A铝合金表面微弧氧化陶瓷层的摩擦磨损性能

在ZL101A铝合金表面制备了微弧氧化陶瓷层,采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、高温摩擦磨损试验机等研究了该陶瓷层的显微组织、物相组成、显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明:微弧氧化陶瓷层主要由α-Al_2O_3和γ-Al_2O_3相组成,其层厚约60μm,表层疏松、内层致密;该陶瓷层的平均硬度为1 740.9HV,远高于ZL101A铝合金的150.2HV,摩擦因数与磨损质量损失均小于ZL101A铝合金的,其磨损机理主要为磨粒磨损。     

FeAl/Al2O3阻氚涂层表面Al2O3薄膜形成机制与低温制备技术的研究进展

应用基体渗铝+选择性氧化法制备由FeAl合金过渡层及其表面Al_2O_3薄膜组成的FeAl/Al_2O_3阻氚涂层是当前防氚渗透技术的首选,Al_2O_3薄膜是决定FeAl/Al_2O_3阻氚涂层服役性能的关键。综述了FeAl合金及其涂层的表面氧化行为,包括铝的选择性氧化、氧化热力学和动力学行为以及氧化机制,介绍了基体元素对Al_2O_3薄膜形成和结构的影响以及阻氚涂层表面Al_2O_3薄膜低温制备技术的研究进展,展望了FeAl/Al_2O_3阻氚涂层的未来研究方向。     

铝合金表面微弧氧化陶瓷层的耐腐蚀性能

采用微弧氧化技术,以硅酸钠为主体配以Na2WQ、KOH、Na2EDTA辅助添加剂的电解液,在2A12铝合金表面原位生成陶瓷层,以提高铝合金的耐腐蚀性能.用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析了微弧氧化陶瓷层的截面形貌和相结构;用显微硬度仪测量了陶瓷层的显微硬度;用CS300P型电化学腐蚀工作站在36 g/L的NaCl溶液中测试了陶瓷层的电化学腐蚀性能.结果表明:微弧氧化陶瓷层的厚度为4 μm,显微硬度达到683 HV,其相组成主要是α-Al2O3和γ-Al2O3;铝合金表面微弧氧化陶瓷层提高了铝合金的耐腐蚀性能,使其腐蚀速率明显减慢.     

ZrB_2-YAG-Al_2O_3复相陶瓷的抗氧化性能

通过共沉淀法获得包覆式Al_2O_3-Y_2O_3/ZrB_2复合粉体,对其进行放电等离子烧结制备相应的复相陶瓷,并对不同YAG(钇铝石榴石)、Al_2O_3含量的复相陶瓷进行了氧化试验,用SEM、XRD和电子探针等研究了YAG、Al_2O_3对ZrB_2陶瓷抗氧化性的影响。结果表明:制备的各种复相陶瓷和纯ZrB_2陶瓷相比,在相同氧化条件下表面的氧化层厚度都有所变薄,YAG、Al_2O_3的加入可以改善ZrB_2陶瓷的抗氧化性能;在相同氧化条件下,Al_2O_3含量越多,氧化层厚度越小;在高温条件下,复相陶瓷氧化层中均存在ZrO_2、B_2O_3和Al_(18)B_4O_(33)相,Al_2O_3含量越多,Al_(18)B_4O_(33)相也越多。     

等离子喷涂制备Al_2O_3/ZrO_2复合结构热障涂层的性能

以NiCrAlY为金属黏结层材料、以Al_2O_3和ZrO_2为陶瓷层材料,采用等离子喷涂技术在304不锈钢表面制备了3种热障涂层,通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别对涂层的微观形貌和晶相进行了表征,并研究了涂层的抗高温氧化性能和抗热震性能。结果表明:NiCrAlY/Al_2O_3/ZrO_2复合结构热障涂层表面无孔洞和裂纹等缺陷,高温氧化后该涂层主要包括Mg_2Zr_5O_(12)和(Fe,Mg)(Cr,Fe)_2O_4两种晶相;由于Al_2O_3的阻氧作用,NiCrAlY/Al_2O_3/ZrO_2涂层具有最佳的抗高温氧化性能;NiCrAlY/ZrO_2涂层层间材料的热膨胀系数呈梯度变化,表现出最佳的抗热震性能。     

微弧氧化与稀土铈盐封孔对7A85新型铝合金耐蚀和耐磨性能的影响

为改善7A85新型铝合金表面的耐蚀和耐磨性能,利用微弧氧化技术在其表面原位生成陶瓷膜层,用稀土铈盐溶液对陶瓷膜进行封孔处理。通过扫描电子显微镜观察陶瓷膜的表面形貌,采用X射线衍射仪分析膜层的相结构,利用盐雾腐蚀试验和电化学测试评价了陶瓷膜的耐蚀性能,用球-盘摩擦磨损试验机研究了陶瓷膜的摩擦学性能。结果表明:7A85铝合金表面微弧氧化陶瓷膜主要由α-Al2O3和γ-Al2O3相组成,陶瓷膜表面经稀土封孔处理后致密性提高。单纯的微弧氧化处理提高了7A85铝合金的耐腐蚀性能,使其抗3.5%NaCl水溶液腐蚀速率降低了1个数量级;对微弧氧化膜层进行稀土铈盐封孔处理进一步提高了膜层的耐蚀性能,腐蚀速率降低1个数量级。微弧氧化陶瓷膜显著提高了7A85铝合金表面的耐磨性能,体积磨损率从4.56×10-3mm3/(N·m)降至5.73×10-4mm3/(N·m);稀土铈盐封孔处理降低了陶瓷膜的摩擦系数,但对磨损速率无显著影响。     

微弧氧化与稀土铈盐封孔对7A85新型铝合金耐蚀和耐磨性能的影响

为改善7A85新型铝合金表面的耐蚀和耐磨性能,利用微弧氧化技术在其表面原位生成陶瓷膜层,用稀土铈盐溶液对陶瓷膜进行封孔处理。通过扫描电子显微镜观察陶瓷膜的表面形貌,采用X射线衍射仪分析膜层的相结构,利用盐雾腐蚀试验和电化学测试评价了陶瓷膜的耐蚀性能,用球-盘摩擦磨损试验机研究了陶瓷膜的摩擦学性能。结果表明:7A85铝合金表面微弧氧化陶瓷膜主要由α-Al2O3和γ-Al2O3相组成,陶瓷膜表面经稀土封孔处理后致密性提高。单纯的微弧氧化处理提高了7A85铝合金的耐腐蚀性能,使其抗3.5%NaCl水溶液腐蚀速率降低了1个数量级;对微弧氧化膜层进行稀土铈盐封孔处理进一步提高了膜层的耐蚀性能,腐蚀速率降低1个数量级。微弧氧化陶瓷膜显著提高了7A85铝合金表面的耐磨性能,体积磨损率从4.56×10-3mm3/(N·m)降至5.73×10-4mm3/(N·m);稀土铈盐封孔处理降低了陶瓷膜的摩擦系数,但对磨损速率无显著影响。     

表面微弧氧化镁合金在流动模拟体液中的磨损行为

对AZ91D镁合金进行了表面微弧氧化处理,研究了处理前后合金在流量为2mL·min-1的模拟体液中浸泡5d后的耐腐蚀降解性能;对浸泡5d的微弧氧化镁合金在流动模拟体液中进行了摩擦磨损试验,研究了载荷、转速、磨损时间对其摩擦磨损性能的影响,分析了其磨损形貌及规律。结果表明:微弧氧化膜为多孔结构,局部有细小裂纹。微弧氧化镁合金的耐腐蚀降解性能明显优于镁合金基体的。浸泡5d后的微弧氧化镁合金在模拟体液中进行磨损时,其摩擦因数随载荷的增大而增大,随转速增大、磨损时间的延长而减小;磨损量随载荷、转速增大和磨损时间延长而增大;低速时以黏着磨损为主,高速时以剥层磨损为主。     

大气等离子喷涂Ni5Al/Al2O3-3％TiO2复合结构 涂层的显微组织与力学性能

采用大气等离子喷涂(APS)技术在6061铝合金基体表面预制Ni5Al合金黏结层,再在黏结层上喷涂Al_2O_3-3%TiO_2陶瓷层,研究了涂层的物相组成、微观形貌、显微硬度、结合强度、耐磨性能和耐腐蚀性能,分析了其拉伸断裂机理。结果表明:陶瓷层的物相主要由α-Al_2O_3、γ-Al_2O_3和锐钛矿型TiO_2组成;黏结层与基体以及黏结层与陶瓷层均形成了机械结合,但黏结层与基体的结合界面更致密;与基体相比,涂层的显微硬度更高、耐腐蚀性能和耐磨性能更优;涂层的结合强度低于黏结层的,其拉伸断裂位置多在黏结层和陶瓷层之间的界面处以及陶瓷层内部,界面处的拉伸断裂形式为混合断裂,黏结层上的为韧性断口,陶瓷层上的为脆性断口。     

微弧氧化电源占空比对陶瓷基自润滑复合涂层性能的影响*

为提高柴油机铝合金活塞的可靠性和耐用性,在不同电源占空比下通过微弧氧化实验在铝合金基体上制备得到微弧氧化陶瓷层,利用电泳技术将MoS_2微纳米粒子引入陶瓷层的孔隙中,制备得到陶瓷基自润滑复合涂层。研究微弧氧化电源占空比对陶瓷层和复合涂层微观形貌、厚度和表面粗糙度的影响,并利用往复式摩擦磨损试验机在干摩擦、油润滑条件下对复合涂层的摩擦学性能进行分析。结果表明:随占空比的提高,微弧氧化陶瓷层的厚度、表面粗糙度呈现先增加后减小的变化趋势;随占空比的提高,制备得到的复合涂层的摩擦因数先减小后增大,占空比为60%～70%得到的复合涂层摩擦因数最低,且复合涂层与基体结合状态好,抗磨自润滑性能显著。     

纤维方向对C/SiC复合材料摩擦学特性的影响

以不同纤维方向C/SiC复合材料分别与氧化铝增韧的氧化锆陶瓷(Al_2O_3-ZrO_2)及调质处理的45~#钢组成摩擦副进行销-盘摩擦实验,研究对摩副材料及纤维方向对摩擦副摩擦磨损性能及磨损机制的影响。结果表明,C/SiC复合材料与Al_2O_3-ZrO_2和45~#钢摩擦时,其垂直纤维叠层方向的摩擦磨损性能均优于平行纤维叠层方向,且垂直纤维叠层方向C/SiC复合材料与Al_2O_3-ZrO_2摩擦副具有最小的摩擦因数和磨损率,摩擦过程更稳定;纤维C/SiC复合材料与Al_2O_3-ZrO_2陶瓷和45~#钢摩擦副的磨损形式主要均为磨粒磨损,与45~#钢摩擦时还伴随着化学磨损。     

Ag-CuO钎料空气反应钎焊AlN陶瓷接头组织及性能

采用Ag-Cu O钎料实现了Al N陶瓷与自身的空气反应钎焊。研究了Cu O含量、钎焊温度和预氧化温度对界面组织及力学性能的影响规律,分析了连接机理。当钎料成分为Ag-6 mol%Cu O,在1000℃/5 min的钎焊参数下,Al N/Ag-Cu O/Al N接头可获得最高的抗剪切强度为13.9 MPa。采用SEM、EDS及XRD对其接头界面显微组织、断口形貌及成分进行了分析。典型接头界面组织结构为Al N/Cu Al_2O_4/Cu O/Al N+Ag+Cu O/Cu O/Cu Al_2O_4/Al N。然而,在该条件下无法获得无缺陷的接头。为了降低残余热应力获得无缺陷的接头,对Al N陶瓷采用预氧化处理,在Al N陶瓷表面形成一层Al_2O_3层。当预氧化参数为1 000℃/5 h时,Al N陶瓷表面的Al_2O_3层厚度约为10μm。采用成分为Ag-6 mol%Cu O的钎料,在1 000℃/5min的钎焊参数下,对预氧化后的Al N陶瓷进行连接,获得了无缺陷的接头,接头典型界面显微组织为Al N/Al_2O_3/Cu Al_2O_4/Cu O/Ag+Al_2O_3/Cu O/Cu Al_2O_4/Al_2O_3/Al N。接头的抗剪切强度最高为22.6 MPa,与未氧化的Al N陶瓷接头相比提升了62.6%。接头进行抗剪切测试时,断面主要出现在Al N陶瓷母材。     

爆炸喷涂Al_2O_3-20%TiO_2涂层与浸树脂石墨摩擦副的磨损行为

研究了爆炸喷涂Al_2O_3-20%TiO_2涂层与浸树脂石墨进行干滑动摩擦时的磨损性能和磨损机理,并对比分析了Al_2O_3-20%TiO_2和Al_2O_3-40%TiO_2涂层的磨损性能。结果表明:该陶瓷涂层的磨损率随摩擦时间的延长呈先减小后增大的趋势,在相同试验条件下,Al_2O_3-20%TiO_2涂层的耐磨性能优于Al_2O_3-40%TiO_2涂层的;Al_2O_3-20%TiO_2涂层的磨损率随载荷和速度的增大而增大,在大于30 N后磨损率迅速增大;陶瓷涂层的磨损机理主要为粘着磨损。     

T8钢/Al2O3陶瓷副极压抗磨减摩添加剂的协同效应研究

利用Falex摩擦磨损机考察了T8钢/Al_2O_3。陶瓷摩擦副在油性剂T451与极压抗磨剂T306作用下的摩擦学性能:用扫描电子显微镜(SEM)观察试销表面磨损状态;采用俄歇电子能谱仪分析了摩擦表面元素化学成分。结果表明:T8钢/Al_2O_3陶瓷摩擦副在T451、T306复配作用下表现出良好的减摩抗磨协同作用;随着T451质量分数的增加,其减摩抗磨性能增强,而随着T306质量分数的增加,其减摩抗磨性能减弱。在已完成的试验方案中,最佳的复配比例为:2％T451 1％T306。AES分析表明T451与T306复配时产生协同作用的主要原因为油性剂T451的存在使T8钢试销摩擦表面形成厚的富磷层。在文中的试验条件下,T8钢/Al_2O_3摩擦副的磨损形式为磨料磨损和摩擦化学(腐蚀)磨损。     

LY12试件厚度及微弧氧化膜厚对疲劳性能影响

微弧氧化是一种新兴的表面处理技术,利用微弧氧化技术在铝及铝合金材料表面生成陶瓷层,该膜层耐磨,耐腐蚀,耐高温冲击等性能明显优于传统阳极氧化膜.本文对试件厚度与LY12-CZ铝合金微弧氧化膜层厚度关系进行了研究.研究表明,试件厚度影响微弧氧化后不同膜厚的试件疲劳特性,试件厚度为2 mm时,膜厚10～20 μm微弧氧化对试件疲劳寿命有提高;试件厚度3 mm时,膜厚10～25 μm,微弧氧化使试件疲劳寿命略有降低;预腐蚀疲劳实验表明,微弧氧化试件腐蚀疲劳寿命比普通阳极化试件的腐蚀疲劳寿命高.     

钛合金微弧氧化层的摩擦学性能研究

利用微弧氧化技术在Ti6Al4V合金表面制备了富含钙、磷的多孔氧化陶瓷层,研究了微弧氧化层表面形貌、组成及摩擦学性能。研究结果表明,随着电压的升高,氧化层表面微孔孔径、粗糙度和Ca、P元素含量增大,显微硬度增大。25%小牛血清润滑条件下的微弧氧化层与ZrO2陶瓷球的摩擦学实验表明,微弧氧化层的摩擦因数高于Ti6Al4V钛合金,但磨损率明显降低,表明微弧氧化Ti6Al4V合金具有良好的耐磨性能。     

Al2O3/TiC陶瓷材料超声辅助微磨削的磨削力试验研究

基于超声辅助微磨削加工对Al_2O_3/TiC陶瓷材料进行微磨削试验,并与传统微磨削技术进行对比。利用单因素分析法研究Al_2O_3/TiC陶瓷材料的磨削力随超声振幅、磨削砂轮转速、磨削深度、进给速度等工艺参数的变化规律,为提高加工质量和合理选择加工参数提供依据。结果表明:超声波辅助微磨削试验获得了不同磨削参数下磨削力的变化规律,磨削力随超声波振幅、主轴转速的增大而减小,随磨削深度、工件进给速度的增大而增大;在相同工艺参数下,相比传统微磨削加工,超声辅助微磨削Al_2O_3/TiC陶瓷材料可以有效降低磨削力;在保证工件加工表面质量的前提下,超声辅助微磨削加工可以采用较大的磨削深度和磨削速度,有助于提高材料的去除率和加工效率,试验还得出加工Al_2O_3/TiC陶瓷材料的最优参数组合。     

Mo_5Si_3-20%Al_2O_(3p)复相陶瓷的制备及摩擦磨损性能

采用机械球磨/热压烧结法制备了Mo5Si3金属陶瓷和Mo5Si3-20%(质量分数,下同)Al_2O_(3p)复相陶瓷,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、硬度计和摩擦磨损试验机等分析了其微观结构、力学性能和摩擦磨损性能。结果表明:Mo5Si3-20%Al_2O_(3p)复相陶瓷的主要物相为Mo5Si3、Al_2O_3和少量Mo3Si;复相陶瓷的相对密度、硬度和断裂韧性均高于单相Mo5Si3金属陶瓷的,且其摩擦因数和磨损率较低,摩擦因数随时间的变化较平缓,表现出更好的摩擦磨损性能;与GCr15钢球对磨时,Mo5Si3金属陶瓷的主要磨损机制为黏着和疲劳剥落,Mo5Si3-20%Al_2O_(3p)复相陶瓷的则为磨粒磨损,二者同时存在氧化磨损。     

纳米蛇纹石/SiC颗粒微弧氧化改性柴油机铝合金活塞复合膜层摩擦学性能的影响

首先对纳米蛇纹石和Sic进行表征,并配置2种纳米粒子分散液,按1:1比列进行复配,将3种分散液加入电解液中,对ZL109铝合金试件进行微弧氧化处理,制备出3种微弧氧化陶瓷膜。通过测厚仪显微硬度计对复合陶瓷膜进行检测;然后用表面性能最佳的试件在摩擦磨损试验机上进行摩擦磨损实验,通过其截面形貌和表面形貌分析其耐磨性能。结果表明:蛇纹石/Sic复配添加剂对微弧氧化陶瓷膜层的膜厚和硬度影响不大,但是在摩擦磨损试验中表现出了更加优异的减摩抗磨性能,摩擦系数更低,在摩擦过程中,由蛇纹石和Sic的复合作用,试件表面空隙更减小,摩擦性能得以改善。