纳米 α-Al2O3添加剂对铝合金微弧氧化膜层性能的影响

目的探究微弧氧化电解液中纳米α-Al2O3的浓度对铝合金微弧氧化膜层组织和性能的影响。方法在硅酸盐体系电解液中加入1~5 g/L纳米α-Al2O3,微弧氧化获得不同的陶瓷膜层,对膜层的微观结构、厚度、硬度和耐腐蚀性能进行分析。结果膜层的主要组成相为α-Al2O3、γ-Al2O3和SiO2。当纳米α-Al2O3添加量为3 g/L时,膜层表面微裂纹少,孔隙率小,厚度达70μm,硬度为513HV,耐腐蚀性能好。结论硅酸盐电解液中加入纳米α-Al2O3,能够改善铝合金微弧氧化膜层的综合性能。     

电解液中MoS_2和SiC浓度与配比对铝合金微弧氧化膜层摩擦学性能的影响

采用微弧氧化技术,在ZL109铝合金表面原位生成陶瓷层。选择MoS_2和SiC两种微纳米颗粒分别作为复合微弧氧化层的减摩添加剂和耐磨添加剂,采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)及X射线衍射(XRD)等研究了电解液中MoS_2和SiC的浓度与配比对铝合金微弧氧化陶瓷膜层成分及摩擦学性能的影响。结果表明:当纳米颗粒的总浓度为6 g/L时,复合微弧氧化层中两种纳米颗粒的含量最多,在摩擦磨损试验中的摩擦系数和磨损量最低;在纳米颗粒的总浓度为6 g/L同时MoS_2和SiC的配比为1∶2的情况下,复合微弧氧化层的摩擦系数较低、磨损量最低,复合微弧氧化层的减摩效果明显、耐磨效果最优。     

AZ31镁合金表面含纳米SiC氟化镁膜层的制备及耐腐蚀性能

为了提高 MgF2 膜层的耐腐蚀性能,利用微弧氧化工艺,通过在 NH4F-EG 电解液中添加纳米 SiC 颗粒,在 AZ31 镁合金表面制备含 SiC 的 MgF2 -SiC 膜层,并探究纳米 SiC 颗粒的浓度对 MgF2 膜层组成、结构和耐腐蚀性能的影响。 采用 SEM、EDS、XRD、XPS 等测试方法对含 SiC 的 MgF2 膜层的微观组织、元素含量和物相组成进行分析,利用电化学工作站对膜层的耐腐蚀性能进行测试。 结果表明:电解液中的纳米 SiC 颗粒成功进入 MgF2 膜层中。 随着电解液中纳米 SiC 浓度的增加,膜层中的 Si、C 元素含量增加,Mg、F 元素含量减少,膜层变得致密平整,孔隙率减少,膜层缺陷得到有效改善,膜层厚度减小;MgF2 膜层的耐腐蚀性能先增大后减小,当电解液中纳米 SiC 的浓度为 5 g / L 时,膜层的耐腐蚀性能最优。 因此,在 NH4F-EG 电解液中添加纳米 SiC 颗粒,可以在 AZ31 镁合金表面制备出含 SiC 的 MgF2 -SiC 膜层, 且耐腐蚀性能优于不含 SiC 的 MgF2 膜层。     

CTAB对海洋工程用2Al2铝合金表面微弧氧化膜组织和性能的影响

为了改善海洋工程用2A12铝合金的耐腐蚀性能,采用微弧氧化技术在合金表面制备微弧氧化陶瓷层,研究了电解液中不同浓度的十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)表面活性剂对微弧氧化陶瓷层的结构和性能的影响。研究结果表明:随着电解液中CTAB表面活性剂的增加,陶瓷层表面微孔的尺寸有明显减小,且陶瓷层表面更为致密,陶瓷层的厚度也随着添加量的增加而增加。当CTAB浓度为0. 2 g/L时,获得的微弧氧化陶瓷层的耐磨性和耐腐蚀性能最好。     

2A12铝合金表面微弧氧化膜的微观组织和安全性能研究

对2A12铝合金表面进行微弧氧化,研究电解液成分和氧化时间对膜层微观组织和耐腐蚀性能的影响。结果表明,电解液中的最佳Na2WO4浓度为8 g/L,此时膜层最为致密,合金的耐腐蚀性能最佳。     

氟锆酸钾对AZ31镁合金微弧氧化膜层的影响

在磷酸盐碱性电解液中加入氟锆酸钾(K_2ZrF_6),利用微弧氧化技术(MAO)在AZ31镁合金表面制备了陶瓷膜层,研究了电解液中K_2ZrF_6对MAO膜层的形貌、相组成和耐腐蚀性能等的影响。结果表明,电解液中添加K_2ZrF_6能使MAO膜层变得更加均匀,也降低了膜层的表面粗糙度,所形成的MAO膜层主要是由Mg O,Mg F2和Zr O2相组成。长时间浸泡和电化学测试结果表明,电解液中添加K_2ZrF_6提高了MAO膜层的耐蚀性。本实验电解液中添加2.5 g/L K_2ZrF_6时,所形成的MAO膜层的耐蚀性最好,而过高浓度K_2ZrF_6会对膜层的耐蚀性产生负作用。     

MoS_2/SiC复合微弧氧化层的制备及性能

采用微弧氧化技术,使用WHD-20型微弧氧化电源,在ZL109铝合金表面原位生长陶瓷层,针对铝合金的摩擦学性能的不足,展开了减摩耐磨微弧氧化层的研究。电解液中选取MoS_2作为减摩添加剂,SiC作为耐磨添加剂,将两种纳米颗粒在电解液中良好分散后,烧结在微弧氧化层中,成功制备了MoS_2/SiC复合微弧氧化层。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、显微硬度仪和摩擦磨损试验机分别评价了复合微弧氧化层的结构、成分、硬度以及摩擦学性能。结果表明:MoS_2/SiC复合微弧氧化层生长速度减缓,膜层厚度减少了16. 2%,表面形貌更加致密且粗糙度减小了40. 22%,硬度增加了11. 06%。在摩擦磨损试验中,复合膜层磨损量降低了32. 65%,摩擦因数更低且平稳。     

Ti6Al4V微弧氧化TiO2/W复合膜的制备及摩擦学性能

目的提高Ti6Al4V合金的摩擦学性能。方法在硅酸盐-磷酸盐电解液中添加不同浓度的纳米W粉,利用微弧氧化技术在Ti6Al4V基体表面制备出氧化陶瓷膜。利用FE-SEM、EDS和XRD研究了在不同浓度W粉参与下的微弧氧化膜表截面微观形貌、元素分布及膜层相组成。通过旋转摩擦磨损试验评估了膜层的摩擦学性能。结果电解液中加入纳米W粉可以促进膜厚增长,尤其在含0.5～2 g/L纳米W粉时,膜厚呈近似线性增长;但W粉在膜层表面的附着会导致粗糙度的增大。在纳米W粉参与下,微弧氧化膜中除了锐钛矿、金红石和Al_2TiO_5相之外,W含量也随电解液中颗粒含量的增加而提高。在6 g/L纳米W粉复合下,微弧氧化膜的摩擦系数、比磨损率分别减小了约13.33%和3.53%。结论 W粉颗粒以机械啮合附着在氧化膜表面,部分颗粒随熔融氧化物包裹进入膜层并发现熔化迹象。W粉含量为6 g/L时,制备的氧化膜表面质量有所改善,即微孔和裂纹等有所减少,耐磨性较佳,摩擦系数和比磨损率较不含W粉的膜层均有所减小。     

纳米TiO2对D16T铝合金微弧氧化膜耐磨性的影响及机理

目的 提高D16T铝合金的耐磨损性能。方法 通过向硅酸盐和磷酸盐混合电解液体系中添加2 g/L纳米TiO2添加剂,利用微弧氧化技术在其表面制备微弧氧化陶瓷膜。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）、显微硬度计、厚度测试仪、摩擦磨损试验机等,研究了纳米TiO2添加剂对D16T铝合金微弧氧化膜的结构和耐磨损性能的影响及机理。结果 纳米TiO2的添加使得微弧氧化膜层的表面变得更加平整、致密,具有更少的微孔和裂纹,大大改善了膜层结构。相比于未添加纳米TiO2的电解液中制得的微弧氧化膜,在含纳米TiO2的电解液中所制得的微弧氧化膜中有新相TiO2生成,并且促使更多的α-Al2O3相和γ-Al2O3相生成,使膜层厚度得到明显增加,膜厚达31.2 μm,显微硬度也得到显著提高,达510HV。纳米TiO2的添加,降低了D16T微弧氧化膜层试样的摩擦系数,平均摩擦系数为0.45,明显低于不含纳米TiO2的D16T微弧氧化膜层试样的摩擦系数（0.75）。结论 加入到电解液中的纳米TiO2在微弧氧化反应过程中已进入到所形成的氧化膜层,并且填充了膜层中的微孔和裂纹,改善了膜层结构,增加了膜层厚度,显著提高了微弧氧化膜层的显微硬度和耐磨损性能。     

纳米BN对1060铝微孤氧化膜层性能的影响

目的探究微弧氧化电解液中纳米氮化硼(BN)浓度对铝微弧氧化陶瓷层组织和性能的影响。方法在硅酸盐体系电解液中加入1~5 g/L不同浓度的纳米BN,制备纳米BN复合微弧氧化层。利用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪,分别表征纳米BN复合微弧氧化层的微观组织、元素分布及物相组成。采用涂层测厚仪、粗糙度仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机等手段,研究纳米BN对1060纯铝微弧氧化膜层的厚度、粗糙度、显微硬度、摩擦学性能的影响。结果在微弧氧化BN复合膜的表层有弥散分布的BN颗粒,当电解液中添加3 g/L的纳米BN时,制备的微弧氧化层的性能最好,其表面的孔洞数量最少且孔径最小,膜层表面更加致密,其厚度可达到(93.8±1.9)μm,硬度达到(942±51)HV,粗糙度Ra降低为(3.66±0.14)μm,摩擦系数降低为0.55,磨损体积比未添加BN的膜层减少了1.18×10-2 mm3,并且磨痕平整光滑,裂纹较少。结论硅酸盐电解液中加入纳米BN能够改善1060纯铝微弧氧化膜层的综合性能。     

蛇纹石复合微弧氧化膜层制备及工艺参数优化

采用微弧氧化技术,在电解质溶液中添加蛇纹石微纳米颗粒,在ZL109铝合金表面原位生长陶瓷层,制备蛇纹石复合微弧氧化膜层。采用正交试验法,通过测定膜层厚度、表面粗糙度和膜层中蛇纹石含量,以及扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析,对制备蛇纹石复合微弧氧化膜层的工艺参数进行优化研究。结果表明:双向恒压模式下制得的微弧氧化膜层表面微孔孔径较小,粗糙度较低,但膜中的蛇纹石含量较低;单向恒压和单向恒流模式下制得的微弧氧化膜层中蛇纹石含量较高,且单向恒流模式下制得的微弧氧化膜层表面裂纹明显减少;微弧氧化膜层中的蛇纹石含量、膜层厚度及粗糙度均随电流的增加而增加,随频率的增加而减少,随电解液中蛇纹石微纳米颗粒浓度的增加而增加;制备蛇纹石复合微弧氧化膜层优化后的工艺参数为:单向恒流模式,正向电流8 A,频率500 Hz,电解液中的蛇纹石微纳米颗粒浓度10 g/L。     

电解液中的Na_2SiO_3浓度对2024铝合金微弧氧化陶瓷膜层组织与耐腐蚀性的影响

采用微弧氧化工艺在航空用2024铝合金基材表面制备陶瓷膜层。探究电解液(Na_2SiO_3+KOH)中的Na_2SiO_3浓度对微弧氧化膜层表面形貌、膜层厚度及其耐腐蚀性的影响。研究结果表明:随着Na_2SiO_3浓度增大,微弧氧化陶瓷膜层的厚度先快速增加,在ρ(Na2Si O3)=9 g/L后转为微小波动型的缓慢增加。随着Na_2SiO_3浓度的增加,表面微孔的数量与孔径也呈缓慢增大的趋势。当ρ(Na_2SiO_3)=11 g/L时,表面出现裂纹。当ρ(Na_2SiO_3)=5 g/L～7 g/L时,陶瓷膜层具有良好的耐腐蚀性能。     

掺杂HfO2对钛合金微弧氧化膜层特性的影响

在电解液中添加HfO2对Ti-6Al-4V钛合金进行微弧氧化处理,通过表征微弧氧化膜表、截面形貌,膜层成分及电化学行为,并测量膜层厚度、硬度、粗糙度等参数来研究添加HfO2对钛合金微弧氧化膜层特性的影响。结果表明：添加HfO2后,微弧氧化膜层主要成分是Al2TiO5、TiO2和γ-Al2O3。较合适浓度的HfO2能促进成膜反应,改善微弧氧化膜的微观结构,提高膜层的厚度、硬度并降低表面粗糙度,且膜层试样具有双层膜结构,膜层试样的耐腐蚀性能好于原基体。HfO2浓度为3.0g/L时所获得的微弧氧化膜层综合性能最佳。     

2A12铝合金表面微弧氧化与性能研究

采用微弧氧化技术在2A12铝合金表面制备了二氧化锆陶瓷层,研究了电解液中锆盐浓度对微弧氧化膜层厚度、粗糙度、形貌和耐盐雾腐蚀性能,并对微弧氧化膜层的物相组成进行了分析。结果表明,经过微弧氧化处理后,膜层主要由AlMg_2O_4、ZrO_2、Zr_2O和Al_2O_3相组成;随着锆盐浓度的增加,微弧氧化膜层的厚度和粗糙度逐渐增加,膜层表观从优转变为一般;锆盐浓度为18 g/L的微弧氧化膜层的微孔区域的腐蚀产物相对更少,微弧氧化膜层的耐腐蚀性能相对较好。盐雾腐蚀优先在微弧氧化膜层的疏松层开始,对致密层的影响不大。     

纳米二氧化锆对TC4钛合金微弧氧化膜的影响

利用多功能微弧氧化电源,采用目前工艺较为成熟和应用最广泛的电参数对TC4钛合金进行微弧氧化,并在电解液中添加不同浓度的纳米二氧化锆,对比微弧氧化膜层的微观形貌和综合力学性能,探究纳米二氧化锆对膜层的影响。实验结果表明,随着纳米二氧化锆浓度的增加,膜层厚度几乎不发生变化,但膜层的成分和含量发生改变：膜层中出现板钛矿相,且含量不断增加。当纳米二氧化锆浓度为2 g/L时,膜层的粗糙度相比未添加纳米二氧化锆时大幅下降,膜层耐磨性能最好,且此时膜层表面微孔直径最小且尺寸均匀,耐腐蚀性能最佳。     

镁合金微弧氧化过程中电源模式对颗粒掺杂的影响

目的采用含颗粒电解液是目前最常用制备具有更佳性能微弧氧化膜层的方法之一,主要研究微弧氧化过程中颗粒掺杂与电源模式的关系。方法在Y2O3颗粒质量浓度为0~10 g/L的电解液中,分别以单极脉冲和双极脉冲电源模式制备一系列微弧氧化膜层,并从表面形貌、表面元素组成、截面形貌及耐蚀性能等方面对膜层进行综合评价。结果分散在电解液中的颗粒带有负电荷,在微弧氧化过程中发生电泳现象。在单极脉冲电源模式下,颗粒受正电吸引而发生定向迁移,在试样附近聚集并且吸附至表面,从而参与下一步的微弧氧化膜层形成过程。随着电解液中颗粒浓度的提高,分散在微弧氧化膜层表面的Y2O3颗粒数量增多,膜层表面的Y元素含量增加,膜层变得致密,耐蚀性能因而提高。在双极脉冲电源作用下,由于电场的交替变化,颗粒难以聚集在试样周围,颗粒的掺杂只能通过随机熔融包覆进行,因而参与到微弧氧化过程中的颗粒数量较少。结论颗粒掺杂受电场力影响,在单极脉冲模式下,颗粒的掺杂浓度对膜层的性能影响明显;在双极脉冲电源模式下,负向电流的引入不利于颗粒掺杂至氧化膜层,颗粒的掺杂浓度对膜层的性能影响不明显。     

KOH 对镁合金微弧氧化过程及膜层耐蚀性的影响

在微弧氧化电解液中引入了KOH添加剂,并在镁合金表面制备了陶瓷膜层,研究了KOH浓度对微弧氧化过程中的膜层生长及膜层耐腐蚀性能的影响。结果表明:在镁合金微弧氧化电解液中引入KOH添加剂可以有效降低微弧氧化过程的起弧电压和工作电压,但是KOH浓度过高会使起弧电压增大;KOH的引入会使膜层中的大尺寸孔隙数目减少,孔隙率提高。为了得到较高的膜层生长速率和较好的耐蚀性,电解液中的KOH剂量以1～3 g/L为宜。     

纳米 SiO2添加剂对铸造铝铜合金微弧氧化陶瓷层耐磨性的影响

采用Na3PO4基础电解液,添加不同量的纳米SiO2,对铸造铝铜合金进行微弧氧化处理,分析了纳米SiO2用量对微弧氧化膜层厚度、硬度、物相组成、微观表面形貌及耐磨性能的影响。分析表明:纳米SiO2参与了微弧氧化反应过程,并进入微弧氧化膜层,当其添加量为3 g/L时,膜层的耐磨性能最佳。     

SiC颗粒增强的AZ91D镁合金微弧氧化膜层的结构与性能研究

在硅酸盐体系的电解液中加入SiC粉末,对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理.用SEM、XRD分析加入SiC粉末对微弧氧化膜层的表面形貌特征和物相成分的影响.结果表明,加入SiC粉末后微弧氧化膜层表面的微孔变少且直径减小;膜层物相成分中增加了SiC相.在w(NaCl)=3.5%溶液中的电化学腐蚀实验结果表明,加入SiC粉末后所制备的膜层的耐腐性能显著提高.在硅酸盐体系的电解液中加入SiC粉末(浓度为5g/L),频率600Hz、占空比30%、平均电流密度15A/dm<'2>时,可获得耐腐蚀性能较好的微弧氧化膜层.     

CeO_2对2A12铝合金微弧氧化膜层组织和性能的影响

在硅酸盐电解液中添加稀土二氧化铈(Ce O2)颗粒,采用恒流模式在2A12铝合金表面制备陶瓷膜层。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、粗糙度仪、硬度计、极化曲线等手段研究Ce O2颗粒对2A12铝合金微弧氧化陶瓷膜层微观形貌、组织、粗糙度、硬度和耐蚀性的影响。实验结果表明:添加Ce O2使膜层表面微孔直径减小,膜层粗糙度下降,厚度增加。Ce O2颗粒进入膜层中大部分以Ce O2化合物沉积形式存在,微量Ce O2参与反应以Ce O、Ce Al11O8化合物形式存在。Ce O2颗粒具有促进γ-Al2O3向α-Al2O3转变的作用,从而提高了膜层的硬度。当Ce O2浓度为3~4 g/L时膜层耐蚀性能较好。