氮气流量对AZ31B镁合金表面MAO/TiN涂层性能的影响

为了提高镁合金的装饰性及耐腐抗磨性能,采用微弧氧化(MAO)和多弧离子镀技术制备了MAO/TiN复合涂层。利用SEM、XRD、纳米压痕仪及电化学工作站等考察氮气(N_2)流量对涂层结构及性能的影响。结果表明:随着N_2流量的增加,TiN涂层的颜色由淡黄色到金黄色再到红黄色变化,涂层表面的熔滴粒子数量增多,大尺寸颗粒数量减少,膜层更致密;涂层硬度和耐腐抗磨性能先增大后降低;当N_2流量为130 mL/min时,涂层表现出较高的硬度(13.6 GPa)、较低的磨损量(0.8 mg)和自腐蚀电流密度(约1.6μA/cm~2)。N_2流量通过控制涂层中N/Ti原子的比例决定了涂层的颜色、微结构、物相组成及性能,涂层内部的孔隙、微裂纹等结构缺陷是导致涂层耐腐抗磨性能较差的关键因素。     

氧化时间对AZ31B镁合金微弧氧化涂层结构及性能的影响

目的 探索氧化时间对AZ31B镁合金表面微弧氧化（MAO）涂层结构及性能的影响规律。方法 通过恒压MAO的方法在硅酸盐电解液体系中制备涂层,采用扫描电子显微镜（SEM）、Image-J图像分析法、测厚仪、表面粗糙度仪、摩擦磨损试验机、盐雾试验箱来研究涂层表面微观形貌、表面孔隙率、厚度、粗糙度、摩擦性能以及耐蚀性能。结果 涂层孔隙率随着氧化时间的延长而减小,氧化25 min所得涂层孔隙率最小,为5.404%。涂层厚度随时间的延长而增大,但是厚度增长速率减小,氧化5 min时涂层厚度为9 μm,而25 min时涂层厚度为10.4 μm。涂层粗糙度与摩擦系数随时间的增加而增大,磨损率随氧化时间的增加,呈现先增大后减小的趋势,氧化15 min所得样品磨损率最高,氧化5 min所得涂层耐蚀性最差,氧化25 min的涂层耐蚀性最好。结论 恒压条件下,氧化时间的延长可以有效地减小涂层表面孔隙率,增加涂层厚度,显著改善涂层的耐磨、耐蚀性能。     

AZ31B镁合金表面喷熔Al涂层的组织和性能

目的提高AZ31B镁合金的耐蚀性。方法采用氧乙炔在AZ31B镁合金表面喷熔Al涂层,对喷熔的Al涂层进行扫描电镜(SEM)分析,采用能谱仪(EDS)对涂层进行面扫描检测涂层元素的分布情况。利用电化学分析法、浸泡试验检测喷熔涂层的耐蚀性,用维氏硬度计测试喷熔涂层的硬度。结果喷熔的Al涂层与AZ31B镁合金基体结合良好,呈现冶金结合。喷涂过程中,喷熔的Al涂层呈等轴晶生长。通过面扫描结果可知,喷熔涂层中发现Mg元素,说明基体中的Mg元素发生了扩散。通过电化学测试可知,喷熔Al涂层的自腐蚀电压为-1.45 V,比AZ31B镁合金的自腐蚀电压(-1.5 V)降低了0.05 V;喷熔Al涂层的自腐蚀电流密度为1.58×10~(-4) A/cm~2,约为AZ31B镁合金自腐蚀电流密度(8.66×10-4 A/cm2)的1/5。由浸泡实验可知,喷熔Al涂层的平均腐蚀速率约为AZ31B镁合金的1/5倍。喷熔Al涂层的显微硬度是AZ31B镁合金基体硬度的2.9倍。结论喷熔Al涂层的组织较好,性能比镁合金基体有所提高。     

AZ31B镁合金表面Al涂层热压后的组织及性能

采用氧乙炔喷涂方法,在镁合金表面喷涂Al涂层,并对喷涂后涂层进行热压处理。通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)对热压后的涂层进行组织微观形貌和面扫描元素分布分析,通过电化学工作站和浸泡试验对涂层进行耐腐蚀性分析,通过显微硬度仪对涂层的硬度进行测试。结果表明,热压后的涂层厚度明显降低,孔隙基本消失。由极化曲线和腐蚀试验可知,热压后的Al涂层的耐蚀性要好于未热压的Al涂层和基体;由显微硬度测试可知,热压的Al涂层的硬度是未热压的Al涂层的1.22倍。     

镁合金AZ31表面液相沉积Ca-P生物陶瓷涂层的研究

研究了镁合金AZ31经过预钙吸附和阳极氧化预处理后,在Hank's溶液、Ca(NO3)2和NH4H2PO4混合溶液(简称Ca-P溶液)中制备Ca-P基生物陶瓷涂层的可能性.利用能谱分析仪和X射线衍射仪分析了涂层的化学成分和相组成.结果表明,两种预处理后的AZ31镁合金在Hank's溶液中均不能沉积得到涂层.而在Ca-P溶液中浸泡48 h后,镁合金表面均沉积了Ca-P涂层.其结晶产物主要为透钙磷石(CaHPO4·2H2O)和少量的Ca(H2PO4)2.预钙吸附处理后镁合金表面形成钙的形核点,在Ca-P溶液中沉积所得的涂层均匀致密,由长、宽20～50 μm的片状结晶体组成,结晶体相互咬合交织生长;而阳极氧化处理后的AZ31在Ca-P溶液中沉积所得的涂层则呈竹叶状,且不致密.     

热扩散参数对AZ31镁合金表面涂层组织与性能的影响

采用电弧喷涂技术在AZ31镁合金表面制备铝涂层,分析了热扩散温度与保温时间对涂层组织与性能的影响。结果表明,热扩散处理后涂层与基体之间为冶金结合,适宜的热扩散温度为420⁴30℃,保温时间为30 min左右。     

超声表面滚压处理对AZ31B镁合金组织和性能的影响

目的 研究AZ31B镁合金在超声表面滚压处理后,表面微观结构、显微硬度和表面粗糙度的变化及其在拉伸试验过程中对AZ31B镁合金内部组织的影响.方法 利用超声表面滚压处理在AZ31B镁合金表面制备梯度变形层.利用X射线衍射仪、EBSD、显微硬度仪和表面粗糙度仪,分析试样表面的微观结构、显微硬度和表面粗糙度.对超声表面滚压...     

AZ91镁合金表面含Ti生物复合涂层结构及腐蚀学性能

采用冷喷涂法在AZ91合金表面预置纯Ti涂层,再采用微弧氧化对Ti涂层进行仿生生物改性.用SEM、XRD、EDS等方法分析涂层的组织结构,用动电位法测试涂层的腐蚀学性能.结果表明:冷喷涂预置Ti层厚度约100 μm,外表面形貌粗糙.微弧氧化处理后在Ti层表面产生微弧放电孔.生物改性层主要由Ti_2O_3组成,还含有少量钙、磷等物质.微弧氧化层有利于提高冷喷涂Ti层的生物学活性和致密性.含Ti复合涂层显著提高AZ91合金在模拟体液(SBF)中的自腐蚀电位(提高了约0.3 V),表明含Ti生物复合涂层具有良好的抗腐蚀性能.     

沉积时间对镀铝层AZ31镁合金耐蚀性的影响

目的 提高镁合金的耐腐蚀性能。方法 利用恒电流沉积的方法在AZ31镁合金表面制得铝镀层,利用光学显微镜及扫描电子显微镜等检测手段观察镀层的微观形貌、腐蚀形貌等,并用开路电位、动电位扫描等电化学方法,检测沉积时间对镀铝后镁合金抗腐蚀性能的影响。结果 通过恒电流电沉积的方法,成功在AZ31镁合金表面制得了铝层。经过电化学腐蚀测试,未镀铝的AZ31镁合金的腐蚀电位较负,约为–1.68 V,且腐蚀电流最大。当沉积时间为1 h时,获得薄片状铝镀层,腐蚀电位正移,约为-1.34 V,镁合金的抗蚀性有了提高,但腐蚀电流只有轻微变小;当沉积时间为2 h时,薄片状铝生长为颗粒状,此时腐蚀电位约为–1.32 V,并且其腐蚀电流明显变小;随着沉积时间的延长,镀层继续生长且颗粒状铝开始向合适生长位置扩散,当沉积时间为3 h时,在镁合金表面产生片层状铝扩散区,且其腐蚀电位最正,约为–1.30 V,且此时腐蚀电流达到最小。结论 通过恒电流电沉积的方法,可以成功在AZ31镁合金表面制得铝层,且表面镀铝层可以有效提高镁合金的耐蚀性。其中沉积时间为1 h,镁合金的抗腐蚀性有轻微改善;沉积时间为2 h时,镁合金的耐蚀性进一步提高;而沉积时间为3 h时,铝镀层对镁合金的保护效果最好,腐蚀破坏最弱,镁合金的耐蚀性有明显的提高。     

还原剂对AZ31B镁合金表面化学镀Ni-B合金性能的影响

试验研究了还原剂浓度对镁合金表面化学镀Ni-B合金性能的影响.结果表明,还原剂浓度对化学镀Ni-B合金的镀速、成分、形貌、耐腐蚀性有很大的影响,当还原剂浓度为1.2mL/L时,镀速较大,而且镀层均匀、紧凑、细密,耐腐蚀性良好.     

温度对AZ31B镁合金表面化学镀Ni-B合金性能的影响

试验研究了镀液温度对AZ31B镁合金表面化学镀Ni-B合金性能的影响。结果表明:镀液温度对化学镀Ni-B合金的镀速、成分、形貌、耐腐蚀性有很大的影响,当温度为80℃时,镀速较大,镀层均匀、紧凑、细小,耐腐蚀性良好。     

AZ31B镁合金表面火焰喷涂Al-Mg_2Si涂层的耐腐蚀性能

为提高AZ31B镁合金表面的耐腐蚀性能,用火焰喷涂方法在镁合金表面制备Al-Mg_2Si复合涂层。采用XRD、SEM和EDS分析涂层的物相组成、微观组织及元素分布;通过电化学试验测试样品在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电位、腐蚀电流密度;通过3.5%NaCl溶液浸泡试验测试样品的腐蚀速率;并测试涂层的显微硬度。结果表明:涂层中的主要物相有Mg_2Si、Al,组织比较致密,元素分布均匀。Tafel极化曲线测试表明,Al-Mg_2Si涂层样品与AZ31B镁合金样品相比腐蚀电位从-1.489 V正移到-1.366 V,腐蚀电流密度从2.817×10~(-3) A/cm~2降低到1.198×10~(-3) A/cm~2。浸泡试验结果表明,喷涂Al-Mg_2Si的镁合金的腐蚀速率明显低于没有喷涂的镁合金。显微硬度测试表明,涂层的显微硬度集中分布在259~308 HV0.05之间,镁合金为50~60 HV0.05。因此在AZ31B镁合金表面火焰喷涂Al-Mg_2Si涂层可以提高其耐腐蚀性能,表面硬度显著提高。     

AZ31B镁合金表面SHS反应热喷涂陶瓷涂层研究

为了改善AZ31B耐磨、耐蚀性,采用Al2O387%(质量分数,后同)及TiO2 13%(即Al2O3-13%TiO2)作为陶瓷骨料.在其中加入Al/CuO铝热剂,采用普通氧乙炔火焰喷涂技术在AZ31B镁合金上制备陶瓷涂层.主要研究了铝热剂中Al和CuO比例及铝热剂与陶瓷骨料比例,对陶瓷涂层的组成和性能的影响.实验表明:在铝热剂组分配比为m(Al):m(CuO)=3:1;m(陶瓷骨料):m(铝热剂)=1:1时,陶瓷涂层耐磨性和耐蚀性有了显著的提高.     

沉积时间对镁合金表面Ca-P生物涂层耐蚀性能的影响

目的：镁合金在生物医学领域具有很好的应用前景,为消除其在人体环境中降解速度过快的不足,需在镁合金表面制备一层能够降低其腐蚀速度且具有很好生物相容性的防护涂层。方法采用电沉积法在AZ91D镁合金表面制备Ca-P生物涂层,沉积条件为：在Ca(NO3)2和NH4H2PO4浓度分别为0.1 mol/L和0.06 mol/L的电解液中,pH值4.5,沉积电压2 V,沉积时间分别为1、2、3和4 h。采用XRD、SEM/EDS分析Ca-P涂层的相结构、微观形貌和化学成分,测试Ca-P涂层在Hank,s模拟体液中的极化曲线。结果镁基体表面均获得物相为 DCPD(二水合磷酸氢钙)的生物涂层,但涂层表面形貌随沉积时间的不同变化明显,当沉积时间为3 h时,涂层颗粒尺寸均匀、细小,涂层钙磷比为1.324。极化曲线结果表明,沉积1 h时涂层对基体已有一定的防护作用,随着沉积时间的加长,涂层的腐蚀电压也呈增大趋势。相对镁基体,沉积3 h的涂层腐蚀电位升高了180 mV,腐蚀电流密度降低了3个数量级。结论当沉积时间为3 h时,涂层的耐蚀性最好。     

AZ31B镁合金表面合金化涂层的显微组织和耐腐蚀性能（英文）

通过真空热扩渗技术在AZ31B镁合金表面制备一层合金化涂层。采用OM、SEM、EDS及XRD等方法分析合金化涂层的显微组织、成分和相组成,并利用显微硬度计和PS-168a型电化学腐蚀测试系统分别对合金化涂层的显微硬度和耐腐蚀性能进行测试分析。研究结果表明:恒温条件下,随着保温时间的延长,在AZ31B镁合金表面可以形成合金化涂层。随着保温时间的延长,涂层与基体之间结合界面形貌由平直结合转变成"锯齿"状咬合;且合金化涂层与基体之间存在明显的过渡层,过渡层逐渐变宽。EDS及XRD分析结果表明,合金化涂层为Mg-Al共晶组织α-Mg和β-Al_(12)Mg_(17),合金化涂层的平均显微硬度比基体的平均显微硬度提高了113%;自腐蚀电位也由基体的-1.389 V提高到-1.268 V。     

微弧表面处理对AZ31B镁合金耐腐蚀及耐腐蚀疲劳性能的影响

采用微弧表面处理技术(微弧氧化MAO和微弧复合MCC)在AZ31B镁合金基体上制备出不同断面结构的防护涂层。通过电化学腐蚀及腐蚀疲劳测试方法,研究了MAO、MCC涂层的电化学腐蚀及腐蚀疲劳性能。结果表明,生长10 min的MAO涂层具有较好的耐电化学腐蚀性能。MAO涂层表面存在微孔和微裂纹,在应力条件下微孔和微裂纹作为疲劳断裂的裂纹萌生点,可加速裂纹的萌生与扩展,使其腐蚀疲劳寿命相较AZ31B合金基体降低了55%。而具有MCC涂层的AZ31B合金试样腐蚀疲劳极限为(64.0±5.4) MPa,比AZ31B合金基体提高了59%。在低应力载荷下(＜80 MPa),微弧复合涂层试样的腐蚀疲劳强度得到明显提高。     

AZ31镁合金表面冷喷涂Al/SiO_2涂层性能研究

采用冷喷涂技术在AZ31镁合金表面沉积了不同混比的Al/SiO_2涂层,通过扫描电镜(SEM)观察涂层的形貌。结果表明,喷涂颗粒经过高速碰撞后,发生强烈塑性变形而结合。通过图像处理软件统计了涂层的孔隙率,统计结果表明,当复合涂层中SiO_2颗粒含量增加时,涂层的孔隙率明显降低,说明涂层的致密性提高,可以防止腐蚀介质通过涂层渗入到基体中。对涂层的结合强度及电化学行为试验结果表明,Al/SiO_2涂层能够较好地沉积在镁合金基体表面,提高AZ31镁合金的耐腐蚀性能。     

KH-550对AZ31B镁合金表面微弧氧化膜结构及性能的影响

通过微弧氧化(MAO)的方法在Na_2SiO_3-KOH-NaF电解质溶液中处理AZ31B镁合金,利用SEM、XRD和电化学等表征手段,研究了硅烷偶联剂KH550对MAO膜结构及性能的影响。结果表明,KH-550浓度在0~20 mL/L范围内增加时,MAO膜表面微孔尺寸和粗糙度先减小后增大,膜层厚度和耐蚀性能先增加后降低;引入KH-550后并未改变MAO膜的物相结构。分析认为KH-550通过硅烷醇的吸附和化学作用,增加了阳极表面薄弱区域离子移动的阻力,抑制镁合金在MAO过程的弧光放电,从而提高了膜层的生长效率,细化并均匀化微孔,改善了MAO膜的耐蚀能力。     

AZ31B镁合金表面SHS反应热喷涂复相陶瓷涂层的制备及性能

采用SHS反应火焰喷涂技术,把Al-TiO2-B2O3铝热反应剂引入喷涂材料中,采用机械球磨和聚乙烯醇(PVA)造粒制成喷涂复合粉末,在镁合金AZ31B表面制备Al2O3基复相陶瓷涂层.利用XRD和SEM分析了喷涂复合粉末和复合陶瓷涂层的组成及形貌,并对涂层的热震性能、致密性、显微硬度和耐磨性进行测试.结果表明:复合粉末经12 h球磨后发生铝热反应,粉末呈球形及少量片状,造粒后形成相互包覆的球形结构.涂层中生成TiB2、MgAl2O4等新相.该复合涂层熔化较充分,涂层与基体结合紧密,界面处Mg元素有扩散.复合涂层热震次数可达45次,清漆封孔后,孔隙率为0%,致密性很好,最大显微硬度值达1224 HV0.1,耐磨性比镁合金基体提高8倍以上.涂层热震性能、致密性、显微硬度和耐磨性明显优于普通热喷涂陶瓷涂层.     

AZ31镁合金表面化学气相沉积钨涂层工艺及其耐蚀性和耐磨性

为提高镁合金表面耐蚀耐磨性能,采用化学气相沉积法在镁合金表面制备了钨涂层,并对其工艺进行了研究。利用扫描电镜、能谱仪等分析技术对钨涂层成分、组织结构以及微观形貌进行了表征;利用高温摩擦磨损试验机(HT-1000)、综合电化学测试方法对钨涂层耐磨性能和耐蚀性能进行分析。结果表明:沉积温度为440℃时可获得致密均匀、与基体结合良好的钨涂层;沉积钨涂层使表面硬度大幅度提高,表面耐磨性增加,能有效的降低镁合金表面活性,腐蚀电位相对于镁合金基体正移了1.21V,大幅提高了其耐蚀性能。