Mg-Mn-RE微弧氧化陶瓷膜层耐蚀性对比研究

利用双向脉冲电源对Mg-Mn-RE镁合金分别在铝酸盐、磷酸盐和硅酸盐三种电解液体系中进行微弧氧化处理,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、动电位极化曲线以及交流阻抗(EIS)等检测方法对合金表面生成的陶瓷膜层的微观结构及耐蚀性进行对比研究。结果表明:在磷酸盐和硅酸盐体系中制备的膜层虽然截面较为致密,但膜层较薄且表层分布有明显的龟裂裂纹,耐蚀效果改善并不理想;而在铝酸盐体系中制备的膜层厚度可达7.9μm,结构致密且表面平整无裂纹。相比于磷酸盐和硅酸盐体系,在铝酸盐体系中制备的陶瓷膜层具有更佳的耐蚀性能。     

镁合金微弧氧化电解液体系及其添加剂的研究现状与展望

介绍了镁合金微弧氧化技术在磷酸盐、硅酸盐、铝酸盐以及复合电解液等电解液研发领域的现状和进展,详述了磷酸盐、硅酸盐、铝酸盐以及复合电解液体系的优点和不足.分析了电解液中各种添加剂的作用特点及研究现状.提出采用环保复合电解液以及合理加入添加剂是镁合金微弧氧化电解液重要的研发方向.     

丙三醇对镁合金微弧氧化过程及膜层的影响

镁合金微弧氧化膜的厚度与电解液的浓度成正比关系,但电解液太浓,氧化膜层将会出现许多问题,最终影响使用.在硅酸盐电解液中添加丙三醇溶液,研究了其对镁合金AZ91D微弧氧化过程及所获膜层的厚度、表面形貌与相组成的影响.结果表明:电解液中加入丙三醇能够有效地抑制尖端剧烈放电现象,稳定微弧氧化过程,改善膜层性能;随着丙三醇含量的增加,氧化膜层厚度逐渐降低;添加丙三醇能使氧化膜层表面孔洞变小,微裂纹数量减少,膜层外观质量得到极大的改善;丙三醇对陶瓷层相组成无明显影响,但MgO含量增加,Mg2SiO4的含量则有所降低.     

微弧氧化对镁合金摩擦及胶接性能的影响

为解决镁合金表面耐摩擦和胶接性能较差的问题,采用微弧氧化法在MB15镁合金原位生长微弧氧化膜层.利用X射线衍射、扫描电镜、摩擦磨损试验机和万能拉伸实验机对膜层的结构组成、表面形貌、摩擦性能和胶接性能进行了研究.结果表明：MB15镁合金表面微弧氧化后可以形成均匀多孔的陶瓷涂层,膜层由MgO和MgAl2O4组成,经微弧氧化...     

镁合金表面含ZrO2微弧氧化复合膜层的研究进展

镁合金耐蚀性差,极大限制了其在易腐蚀环境中的应用。微弧氧化能够在镁合金表面制备一层类陶瓷氧化膜,能有效提高其耐蚀性。受微弧氧化成膜机理的影响,膜层中往往存在大量孔洞和裂纹;并且通常氧化膜主要由MgO组成,在潮湿或酸性环境中会吸水或溶解,导致膜层的耐蚀性不理想。将具有优良化学稳定性和高硬度的ZrO₂引入镁合金微弧氧化膜中,获得主要由ZrO₂构成或含ZrO₂的氧化膜,同时减少膜层中缺陷,能够提高其对镁合金基体的保护效果。从镁合金微弧氧化电解液、电参数、两步微弧氧化工艺及与其他表面处理技术相结合的4个方面概述了含ZrO₂微弧氧化复合膜层的制备工艺、成膜机制及耐蚀性等方面研究的进展,同时分析了各自存在的问题及不足。未来有必要优化制备含ZrO₂微弧氧化膜的电解液的组成,以保证其稳定性和有效性,并明确使用过程中电解液各成分的消耗和补充规律。进一步研究两步微弧氧化工艺,获得对镁合金基体有更好保护作用的复合膜层。探索将微弧氧化与其他表面处理技术相结合,综合利用2种技术及膜层的优点。根据ZrO<...     

AZ91D镁合金表面无氟微弧氧化膜的制备与表征

目前,常用的硅酸盐镁合金微弧氧化液成分复杂且含F离子,对环境不利.以Na2SiO3-NaOH为电解质溶液,通过恒压在AZ91D镁合金表面制备了无氟微弧氧化膜.采用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪及电化学测试对膜层表面的形貌、元素组成、相结构及耐蚀性等进行了表征分析.结果表明:氧化膜层表面微观多孔,膜厚约78 μm,膜层由Mg,Al,Si和O4种元素组成,不合F元素,物相主要为MgO和MgSiO3相;微弧氧化膜具有良好的耐蚀性能,与基体相比,自腐蚀电位变化较小,但腐蚀电流密度下降了近2个数量级.     

工艺参数对钛合金微弧氧化涂层热控性能的影响

为了提高航空航天用钛合金的热防护性能,利用微弧氧化技术在TC4钛合金表面制备热控涂层,研究了工艺参数对涂层组成结构和性能的影响。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)研究了涂层的结构与组成;分别采用紫外/可见/近红外分光光度计和便携式红外发射率仪评价了涂层的吸收率和发射率。结果表明:磷酸盐体系下制备的涂层表面宏观上呈黑色,微观上具备典型的多孔结构,主要由金红石相Ti O2和非晶态的P,Ti,Co等组成;增加电流密度和延长反应时间,均能提高涂层厚度和粗糙度,而添加剂浓度的改变对厚度和粗糙度影响不大;热控测试表明随着添加剂浓度增加、时间延长和电流密度增大,涂层的吸收率和发射率均呈升高趋势。     

不同体系中镁合金微弧氧化膜层的耐蚀性研究

在磷酸盐和硅酸盐电解液体系中对MB8镁合金进行了微弧氧化处理,采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)及电化学阻抗测试方法,分析了各膜层的厚度、微观形貌、相组成及耐蚀性能.结果表明:相同条件下不同体系中膜层的生长速率不同,形成膜层的微观形貌及相关成分也大不相同.通过比较微孤氧化前后镁合金的交流阻抗发现,维护氧化处理后MB8镁合金的耐蚀性得到了明显改善.     

钛合金微弧氧化膜的性能探讨

钛合金微弧氧化膜具有优良的综合性能,但过去的研究多针对Ti6Al4V及医用纯钛,且电解液常用硅酸盐和磷酸二氢盐体系,不够全面、系统。为此,以磷酸盐溶液体系在船用TA2表面制备了陶瓷微弧涂层。采用SEM、光学显微镜、X射线衍射仪和显微硬度计对陶瓷膜的表面形貌、截面形貌、氧化层厚度、相结构和显微硬度进行了观察测试,用电子万能材料试验机和数字万用表测定了膜层的结合强度和绝缘性,并用盐雾试验机考察了涂层的耐蚀性。结果表明:随氧化时间的延长,膜层厚度不断增加,氧化60min后膜层厚度可达到20μm以上;陶瓷层主要由金红石TiO2相和锐钛矿TiO2相构成,膜基结合强度达到30MPa以上,膜层绝缘性和耐蚀性良好。     

AZ31镁合金的微弧氧化处理及其对粘接性能的影响

采用正交试验方法对镁合金硅酸盐体系的微弧氧化处理工艺进行优化,采用SEM、EDS、XPS和XRD对微弧氧化膜的微观成分与结构进行了表征,进而分析探讨了电解液成分及氧化参数对镁合金表面膜粘接性能的影响规律。研究结果表明,所研究的几种工艺参数对AZ31镁合金表面的粘接性能的影响程度从小到大排列为:KOH的浓度<频率相似文献   

金属锆微弧氧化电解液体系和氧化时问对陶瓷膜层的影响

分别用钨酸钠、偏铝酸钠、硅酸钠电解液体系在金属锆表面上制备了氧化锆陶瓷膜。探讨了电解液种类、氧化时间对膜层相结构、微观形貌和耐蚀性的影响。结果表明：氧化膜成分、组织结构、形貌和耐蚀性受电解液种类影响较大;钨酸钠、偏铝酸钠体系陶瓷膜由单斜相组成,而硅酸钠体系则形成了异常的正交相及单斜相,其膜层的耐蚀性不同程度地优于钨酸钠...     

电解液对微弧氧化陶瓷膜结构与耐蚀性的影响

在3种不同的电解液体系中,利用微弧氧化技术在AZ91D镁合金表面原位生长了陶瓷膜．通过扫描电镜、X射线衍射、电化学分析等方法研究了陶瓷膜的形貌特征、相结构及耐府蚀性能．研究表明,在相同反应条件下,不同电解液体系中生成的陶瓷膜结构和性能不同,硅酸钠体系中生成的陶瓷膜厚度大、偏铝酸钠体系中生成的陶瓷膜较薄,偏铝酸钠与硅酸钠的混合体系中生成的陶瓷膜致密、耐腐蚀性能较好．三体系中生成的陶瓷膜中都含有MgO,偏铝酸钠体系陶瓷膜中含有MgAl2O4、硅酸钠体系中含有Mg2SiO4,混合体系中则这两种物质都存在．     

钛合金表面硅酸盐和铝酸盐超声波辅助微弧氧化膜的性能

为了改善钛合金硅酸盐和铝酸盐工作液微弧氧化膜的性能,采用超声波辅助(UA)进行了微弧氧化。分别用硅酸盐和铝酸盐体系工作液在Ti-6Al-4V钛合金表面制备了Al-UA-MAO和Si-UA-MAO膜,研究了各氧化膜的性能。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及磨损、耐腐蚀试验机,对各氧化膜的物相、表面形貌、耐磨及耐腐蚀性能进行了测量和分析。结果表明:本复合工艺可降低微弧放电电压,尤其是硅酸盐体系降低程度更大;在硅酸盐体系工作液中,UA-MAO复合工艺能够更有效地增强氧化膜的密封性、致密性和光整度,其耐磨性较无超声波辅助工艺提高近50%。     

Mg-Li合金微弧氧化陶瓷膜的制备及其耐蚀性能

通过三种优化工艺体系在Mg-5%Li合金表面上生长陶瓷膜层,分析了膜层的厚度、显微结构、相组成和耐蚀性.结果表明,三种膜层都含有MgO相,微弧氧化试样的耐蚀性能都明最提高.使用Na3PO4体系制备的膜层含有MgF2,膜层最厚、表面有大量裂纹;使用Na2SiO3体系制备的膜层含有橄榄石型Mg2SiO4,耐点蚀性能最好;使用Na2SiO3-Na3PO4体系制备的膜层含有MgSiO3,致密性最好,膜层酎均匀腐蚀性能最好.     

镁合金微弧氧化陶瓷膜的微观结构、相成分和耐腐蚀性能

为获得耐腐蚀性优良的镁合金表面膜层,在含5 g/L硅酸钠、2 g/L磷酸钠和1 g/L氢氧化钠的复合溶液中,用自制设备对AZ91D镁合金进行了微弧氧化.利用扫描电镜和X射线衍射分析了AZ91D 镁合金表面微弧氧化陶瓷膜的表面形貌、截面结构和相组成.结果表明:AZ91D 微弧氧化陶瓷膜由疏松层和致密层组成,疏松层陶瓷膜疏松,厚度较大,且存在一些孔洞;致密层陶瓷膜与基体金属结合紧密,陶瓷膜主要由MgO,Mg2SiO4,Mg3(PO4)2和MgAl2O4组成.在3.5%的NaCl溶液中,微弧氧化陶瓷膜的自腐蚀电位为-1 390 mV,而镁合金基体的为-1 540 mV,表明经微弧氧化处理后AZ91D 镁合金的耐蚀性有较大提高.     

ZK61S镁合金微弧氧化膜层的结构及耐腐蚀性能

为了提高ZK61S镁合金的耐腐蚀性能,采用微弧氧化方法以不同电压(300,380,450 V)在ZK61S镁合金表面制备氧化膜并进行封孔处理。利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪分析膜层的形貌、结构和组成;通过腐蚀电位试验、中性盐雾腐蚀试验及抗剥落腐蚀试验进行耐腐蚀性能考核。结果表明:微弧氧化呈现疏松多孔形态且均匀覆盖于基材表面,主要由Mg、MgO和Al_2Si_2O_5(OH)4相组成;微弧氧化处理后试样的腐蚀电位显著提升,且380 V所得微弧氧化试板的腐蚀电位达到-881.53 m V,经过408 h的中性盐雾腐蚀试验后的腐蚀速率为0.012g/(m~2·h),耐蚀性能比未进行表面处理的基材提高了88倍;经封孔处理的微弧氧化试板经过456 h的中性盐雾腐蚀试验后腐蚀速率降低到0.003 g/(m~2·h);封孔处理使微弧氧化膜的抗剥落腐蚀性能由微弧氧化后的EB级提升到EA级。     

镁合金微弧氧化着色膜研究

镁合金在电子工业中的快速发展对装饰性能提出了更高的要求.主要研究了如何在微弧氧化的同时进行氧化着色.膜层制备选取的基材为AZ91,电解溶液由硅酸盐为主的碱性溶液组成,配方为:Na2SiO3 5～30g/L,KMnO4 1～20g/L,NaOH 1～5g/L,KF 5～8g/L,Na3 C6H5O70.5～2g/L,EDTA 0.5～2g/L.在电解液中添加着色盐KMnO4,形成了颜色各异的黄色陶瓷膜层.研究发现,膜层呈现出黄色主要是由于在膜层中生成了Mg6MnO8相,该物相在氧化膜中含量不同和分布差异将导致样品颜色深浅不同.     

新型Mg-Zn-Y-Nd-Zr镁合金表面复合涂层的耐腐蚀性能

为了控制镁材及镁合金在人体中的生物降解速率,采用微弧氧化法、电化学沉积法及微弧氧化+电化学沉积法在新型Mg-Zn-Y-Nd-Zr镁合金表面制备了3种涂层。利用JSM-5610V扫描电子显微镜、TESCANTS5130 SB能谱分析仪、Bruker D8 ADVANCE X射线衍射仪、VS-2005涂层附着力自动划痕仪、RST200F电化学工作站对3种涂层的形貌、成分、结构、厚度、结合力以及电化学性能进行了检测。结果表明:3种涂层均能提高新型Mg-Zn-Y-Nd-Zr镁合金的电化学性能,改善其耐蚀性;微弧氧化+电化学沉积层较单一微弧氧化层及电化学沉积层在致密性、结晶度、厚度、结合力、耐腐蚀性能方面都具有更强的指标。     

TC11微弧氧化膜制备及其结构性能研究

在Na2SiO3-Na2WO4-NaOH混合电解液中,利用微孤氧化(MAO)技术在TC11合金表面制备了氧化膜.用扫描电镜(SEM),X射线能谱仪(EDS),X射线衍射仪(XRD)对氧化膜微观结构、化学成分、厚度以及相组成进行了分析,采用HVS-1000维氏显微硬度计、MFT-4000划痕试验机、电化学测量系统完成氧化...     

镁合金无铬微弧氧化新工艺

利用正交试验对MB2镁合金无铬、磷、镁微弧氧化成膜工艺进行了研究,同时利用表面分析技术,分析了氧化膜层的显微硬度、截面形貌和相结构,采用动电位扫描法考察了氧化膜的耐腐蚀性能.研究的最佳工艺条件为:30 g/L KOH,45g/L Al(OH)3,2 g/L K2SiO3,2g/L添加剂M,电流密度65 mA/cm2,温度45℃.该微弧氧化新工艺能在镁合金上形成银灰色的氧化膜层,其显微硬度值及耐腐蚀性远优于传统含铬工艺DOW17所形成的膜层;微弧氧化膜主要由MgO,MgAl2O4,Al2O3组成,具有多孔结构,孔径较为均匀,分为内外两层,外层为疏松层,内层为与基体结合牢固的致密层;在成膜过程中,电解液的铝盐浓度和微弧氧化电流密度是影响性能的主要因素.