NaAlO2浓度对发动机用Ti600合金微弧氧化层组织及摩擦性的影响北大核心CSCD

为了提高发动机用Ti600合金的表面的抗氧化性,对其表面进行恒流模式微弧氧化处理,研究NaAlO2浓度对Ti600合金微弧氧化层组织及摩擦性的影响。研究结果表明:在最初的3 min时间内,电压发生了快速上升的现象,之后变的平稳。氧化层形成了许多微孔结构,在表面形成了具有不连续部分特点的氧化物。NaAlO2浓度越高生成的氧化层越均匀。试样表面生成了致密与疏松结构两种氧化膜组织,达到了良好冶金相容的效果。Ti600合金经过微弧处理可以获得良好的减摩效果,得到了具有致密组织结构的较厚微弧氧化膜,达到了更优的耐磨性。当NaAlO2浓度12 g/L时,形成疏松的氧化层,在磨损期间较易被磨损破坏,形成平整的磨痕。     

热暴露温度对Ti600合金表面氧化动力学及组织性能的影响

为提高Ti600合金表面的抗氧化性能,通过试验方法研究了热暴露温度对Ti600合金表面氧化动力学及组织性能的影响。结果表明:Ti600合金基体内形成了均匀分布的小尺寸晶粒,并形成了许多片状结构的α+β共晶相。温度200℃与400℃试样重量增加不明显;温度升至600℃时合金抗氧化能力明显下降。随加热时间的增加,依然可以获得明显增重。在400℃时形成大角度晶界的数量相对于600℃更少,提高温度能够促进回复与再结晶过程的更快进行。以不同温度进行循环处理后合金都包含等轴α晶以及呈现片状分布的α+β共晶结构。当温度升高后,形成了更大的晶粒,晶粒尺寸与分布形态也变得更加均匀。加热温度上升后合金中形成了更多TiO₂相,经过600℃热暴露后合金表层生成了TiO₂与α-Al₂O₃2种组织。当温度达到200℃与400℃时,在氧化膜中形成金红石(TiO₂)结构。随着温度升高至600℃,生成更大尺寸的晶粒,产生了具有立方结构的Al₂O₃氧化物。     

四硼酸锂电解液浓度对Zr-4合金微弧氧化陶瓷层的影响

为了提高Zr-4合金在核工业中的服役性能并避免引入杂质元素,以Li₂B₄O₇为电解液在Zr-4合金表面制备微弧氧化陶瓷层,研究了Li₂B₄O₇浓度对微弧氧化陶瓷层的物相组成、微观形貌、膜层厚度、硬度、粗糙度、耐磨损和耐腐蚀性能的影响。结果表明：当ρ(Li₂B₄O₇)=3～15 g/L时,随着Li₂B₄O₇浓度的增加,电解液的电导率持续增加,陶瓷层的粗糙度总体持续增加,只在电解液浓度从6 g/L变化到9 g/L时稍有下降,微弧氧化陶瓷层厚度先在ρ(Li₂B₄O₇)=3～9 g/L范围内持续下降,后在ρ(Li₂B₄O₇)=9～15 g/L范围内上升;陶瓷层的硬度先是在ρ(Li₂B...     

H_2O_2对ZAlSi12合金微弧氧化陶瓷层表面特征的影响

在Na2SiO3电解液体系下,添加不同含量的H2O2,在铸造铝合金表面制得微弧氧化陶瓷层。采用SEM、AFM分析陶瓷层表面形貌及粗糙度,并研究了H2O2加入对所获陶瓷层的厚度、相组成的影响。随着电解液中H2O2的加入量增加,微弧氧化陶瓷层厚度减小,致密性增加,Al2O3相随之增加。SEM及AFM结果表明H2O2的加入可以改善陶瓷层表面质量,降低其粗糙度。     

石墨烯浓度对ZrH1.8表面微弧氧化陶瓷层的影响

在Na₅P₃O₁₀-KOH-Na₂EDTA电解液中, 以石墨烯为添加剂, 在恒压模式下对ZrH_1.8表面进行微弧氧化处理。采用涂层划痕仪测试陶瓷层与基体的结合力, 通过真空脱氢实验来评价陶瓷层的阻氢性能。电解液中添加石墨烯后, ZrH_1.8表面微弧氧化陶瓷层均由内层致密层和外层疏松层构成, XRD图谱显示, 所制陶瓷层主要由M-ZrO₂和T-ZrO₂相组成。随着石墨烯浓度的增加, 陶瓷层的氢渗透降低因子(Permeation Reduction Factor, PRF)呈先增大后减小的趋势。当石墨烯浓度为0.10 g/L时, 陶瓷层的厚度约为66.5 μm, 表面孔洞和裂纹较少, 陶瓷层较致密, PRF值为13.2, 阻氢性能较好。     

纳米SiO2添加剂对镁合金微弧氧化陶瓷层组织结构及耐蚀性的影响

为了改善AZ31B镁合金微弧氧化陶瓷层表面疏松状况,提高其耐腐蚀性能,在其电解液中添加纳米SiO2粉末制备了微弧氧化陶瓷层.采用测厚仪、扫描电镜(SEM)、能谱仪、X射线衍射仪(XRD)、极化曲线、交流阻抗及盐雾腐蚀试验研究了纳米SiO2添加剂对微弧氧化陶瓷层的组织结构及耐腐蚀性能的影响.结果表明:纳米SiO2粉末在微弧氧化过程中能够进入陶瓷层,使得陶瓷层表面孔洞数量减少,致密度提高;纳米SiO2的添加使陶瓷层的腐蚀电流密度减小,阻抗增加,盐雾腐蚀增重减小,耐蚀性得到提高.     

发动机用TC17合金喷丸+微弧氧化涂层组织和疲劳性分析

通过实验研究了TC17钛合金的喷丸处理效果,利用微弧氧化方法来达到纳米晶过渡层组织结构重构的过程。通过实验测试的方式研究不同工艺涂层微观组织,硬度以及疲劳性能。研究结果表明:形成许多火山型微孔,孔洞尺寸也存在明显差异。对合金实施喷丸处理能够获得厚度更大微弧氧化层,引起了晶粒的明显细化,得到更加致密的组织结构。经过喷丸处理后,硬度为463HV0.1,表现为硬度提高。对不同深度区域的组织硬度进行对比发现,从表面过渡到基体中的范围内硬度呈现不断减小的变化趋势。当试样表面经喷丸处理后疲劳寿命可以达到15361周次,相对处理前的试样疲劳寿命延长了15%左右。对试样表面实施喷丸处理将会导致表面组织中产生众多疲劳源并进一步迁移到基体内,疲劳源范围也持续缩小,涂层表面存在众多微孔。     

发动机用TC17合金喷丸+微弧氧化涂层组织和疲劳性能分析

为了提高发动机用TC17合金表面的疲劳性能,采用喷丸和微弧氧化的方式对其表面进行强化处理。通过X射线衍射仪、透射电镜、显微硬度计、疲劳测试机等研究了不同表面处理后涂层的微观组织、硬度以及疲劳性能。结果表明:经过喷丸后的涂层组织产生大量细小颗粒,使晶粒细化,涂层形成了更宽衍射峰;试样硬度显著增大,并且当深度增大后,硬度逐渐减小,可以获得细晶强化以及加工硬化的效果;试样表面形成大量的疲劳源并逐渐迁移至材料基体中,同时疲劳源的范围不断缩小。经过微弧氧化的涂层上形成大量火山状孔洞,在断口部位产生大量疲劳源,涂层中主要含有TiO₂。经过喷丸+微弧氧化处理可以增加微弧氧化层的厚度,涂层表现出很好的抗疲劳性能,喷丸+微弧氧化试样疲劳源大部分出现在靠近基体表面的区域。     

硫酸铜浓度对镁合金微弧氧化膜层热控性能的影响

为了提高镁合金的热防护性能,在硅酸盐、磷酸盐、铝酸盐等电解液体系中引入硫酸铜,采用微弧氧化技术在MB15镁合金表面制备微弧氧化膜层。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)和CIE颜色系统研究了电解液中硫酸铜浓度对涂层的色度、厚度、粗糙度和热控性能的影响。结果表明:微弧氧化膜层微观上具备典型的多孔结构,铝酸盐涂层主要由MgAl_2O_4晶相组成,硅酸盐涂层主要由MgO晶相和Mg_2SiO_4晶相组成,磷酸盐涂层主要由MgO晶相组成,而各膜层中的Cu元素均以非晶相形式存在;随着硫酸铜浓度增加,3种体系制备的膜层表面颜色均向黑色过渡,微孔数量增多;硅酸盐体系和磷酸盐体系中制备的微弧氧化膜层具有高吸收率和高发射率等特点,而铝酸盐体系中制备的微弧氧化膜层具有高吸收率和低发射率的特点。     

高能喷丸预处理对钛表面组织及生物活性微弧氧化层的影响

为了提高钛表面的生物活性,利用微弧氧化工艺分别在普通粗晶钛和表面高能喷丸细晶钛上制备了多孔TiO2氧化层。经光镜和透射电镜观察,喷丸钛表面形成厚度40μm,直径100～200nm的等轴晶结构层。利用扫描电镜(带能谱分析)和X射线衍射仪对氧化层表面形貌、成分和相组成进行分析。结果表明,高能喷丸钛的表面生成的氧化层中含有α-Ca3(PO4)2相且钙磷百分含量提高。在粗糙的高能喷丸钛表面,微弧氧化速度在不同位置有所不同,氧化层与基体形成微机械咬合,基层结合力提高。     

反应时间对LY12铝合金微弧氧化膜层组织及性能的影响

在K₂ZrF 电解液体系中, 利用微弧氧化方法在LY12铝合金表面制备了氧化锆陶瓷膜. 结果表明, 膜层主要由t-ZrO₂、m-ZrO₂组成, 还含有少量的γ-Al₂O₃和KZr₂(PO₄)₃. 随着反应时间的延长, 膜层晶相物质的含量增多; 膜层表面粗糙度增大, 致密性提高; 膜层的厚度近似线性增加, 硬度增大, 耐腐蚀性提高, 抗热震性减弱. 磨损实验表明, 带有氧化锆陶瓷膜的试样耐磨损性能大幅度提高, 铝合金的摩擦系数约为膜层的2/3, 随着反应时间的延长膜层的磨损量先降低后升高, 摩擦系数减小.     

氧化钕对2A12铝合金微弧氧化膜层性能的影响

在含有不同浓度氧化钕（Nd₂O₃）微粒的电解液中,利用微弧氧化技术在2A12铝合金表面制备膜层。研究不同浓度的Nd₂O₃微粒对微弧氧化膜层硬度、厚度以及膜基结合力的影响,为通过微弧氧化在2A12铝合金表面制备性能良好的膜层提供理论依据。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）分析了膜层截面形貌和膜层的相组成,采用TT-230涡流测厚仪、HVS-1000数字维氏硬度仪和MFT-4000型多功能材料表面性能试验机分别对膜层厚度、硬度和膜基结合力进行测试。结果表明：膜层主要由α-Al₂O₃、γ-Al₂O₃和SiO₂相组成;随着Nd₂O₃微粒浓度的增加,膜层硬度、厚度和膜基结合力均呈现出先增加后减小的趋势,并且在Nd₂O₃微粒浓度为0.3 g/L时,膜层的显微硬度、厚度和膜...     

镁合金微弧氧化膜层的组织分布

研究了镁合金微弧氧化膜层的组织分布情况。在碱性电解液(NaH2PO4/Na2SiO3/NaAlO2:5～20g/L,NaOH:1～5g/L,KF:5～8g/L,Na3C6H5O7:0.5～2g/L,EDTA:0.5～2g/L)中,以AZ91镁合金为基体制备出微弧氧化陶瓷薄膜,制备时采用恒电流控制模式,电流密度为20A/dm2;采用扫描电镜(SEM)、光学显微镜和X-ray衍射仪(XRD)研究了氧化薄膜的微观组织结构。发现:(1)在所研究的3种电解液体系中,选用硅酸盐电解液制备的膜层具有较好的组织形貌;(2)氧化膜的两层结构中,致密层占整个膜层厚度的绝大部分,大约在75%～85%之间;(3)电解液中的成膜元素如Si、Al、P主要分布在膜层的表面层中,致密层则主要由Mg、O两种元素构成;相应的物相构成中,MgSiO3、MgAl2O4或Mg3(PO4)2主要分布在表面层中,致密层则主要由MgO构成。     

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.     

B对发动机用真空感应熔炼GH600合金凝固组织和力学性能的影响

通过在发动机用真空感应熔炼GH600合金中加入不同添加量B元素的方式来提高合金的性能,实验测试研究B对其凝固组织和力学性能的影响。研究结果表明:当B添加量增大后,γ析出相组织形成更大的尺寸,并且析出量也明显增加,形成了更多的γ析出量,表现为线性变化。在B添加量低于0.05%下,合金晶界部位形成了许多颗粒状的硼化物;随着B添加量增大至0.080%,晶界处开始析出细小短棒形硼化物,同时在γ析出相区域析出了析出相态组织。在B加入量小于0.05%的时候,随着B加入量的提高,试样拉伸塑性呈现快速增大的趋势,试样断口区域形成了沿晶开裂的现象。当B添加量大于0.05%之后,随着B添加量增加,试样拉伸塑性发生了迅速下降,裂纹更易在析出相前沿出现萌生与扩展。     

微弧氧化及硬质阳极氧化对7050铝合金表面氧化膜层的影响

为了比较微弧氧化和硬质阳极氧化对铝合金表面性能的影响,对7050铝合金试样分别进行微弧氧化及硬质阳极氧化处理,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显微硬度计等分析了7050铝合金微弧氧化陶瓷层与硬质阳极氧化陶瓷层的物相组成、显微组织及显微硬度,并用摩擦磨损试验机对微弧氧化陶瓷层与硬质阳极氧化陶瓷层进行磨损性能研究。结果表明:微弧氧化陶瓷层的磨痕深度小于硬质阳极氧化陶瓷层的磨痕深度,而微弧氧化陶瓷层的平均磨损失重大于硬质阳极氧化陶瓷层的平均磨损失重,这是因为微弧氧化陶瓷层主要由Al、α?Al2O3、γ?Al2O3相组成,其密度较大,而硬质阳极氧化陶瓷层主要由非晶Al2O3组成,其密度较小。因此,在相同条件下通过Tabel摩擦磨损试验来比较微弧氧化陶瓷层与硬质氧化膜层的耐磨性时,应以相同条件下,相同磨损转数时,由剩余膜层的厚度来衡量。     

溶液浓度对镁合金微弧氧化电解液失效的影响

使用自制微弧氧化设备,在硅酸盐体系电解液中对镁合金进行微弧氧化试验。制备出了致密、光滑的陶瓷层。采用正交试验法研究了镁合金微弧氧化处理所用硅酸盐体系电解液中,SiO32-浓度、F-浓度和OH-浓度对电解液失效前最大处理面积的影响。研究表明:各离子浓度对镁合金微弧氧化最大处理面积有较大影响,影响程度按照大小次序排列分别是:OH-浓度>F-浓度>SiO32-浓度;最佳的电解液组成方案应该是OH-:7 g/L;F-:8 g/L;SiO32-:15 g/L。     

电参数对Ti6Al4V合金微弧氧化陶瓷膜结构特性的影响

采用交流微弧氧化法于Na₂SiO₃-KOH-(NaPO₃)₆。溶液中在Ti6A14V表面形成了氧化物陶瓷膜.研究了微弧氧化电压与频率对陶瓷膜的生长速率、组织形貌和相组成的影响.结果表明:随电压的升高或频率的减小,膜层的生长速率增加,膜层的表面质量变得粗糙.相对致密均匀的膜层主要由TiO₂(锐钛矿相及金红石相)相组成,电压与频率电参数影响膜层的相组成,随电压的升高和频率的减小,膜层中锐钛矿相TiO₂的相对含量减小,金红石相TiO₂的相对含量增加,并成为主晶相.     

热氢处理对Ti600合金的组织演变和硬度的影响

研究了热氢处理对Ti600合金组织演变和硬度的影响.结果表明:热氢处理后,在Ti600合金中析出具有四方结构的硅化物粒子S3(0.357%H)和六方结构的硅化物粒子S1(0.497%H).在氢的质量分数为0.357%和0.497%的试样中均发现有面心立方(fcc)的氢化物,并且随着氢含量的提高氢化物表现出明显细化的趋势.Ti600合金的硬度随着氢含量的提高而提高,其主要原因是氢化物、硅化物粒子以及晶格缺陷的存在.     

渗铝铌合金微弧氧化的电解液优化及膜层抗氧化性

为了提高铌合金的抗高温氧化性能,先对铌合金C103进行包埋渗铝处理,再进行微弧氧化(MAO)处理获得Al2O_3陶瓷膜。对涂层的形貌、硬度、成分及高温氧化增重进行分析,通过单因素法优选了微弧氧化电解液配方。采用最佳电解液配方制备复合涂层(MAO/Al/C103),并与仅经包埋渗铝制备的涂层(Al/C103)进行对比分析,研究了复合涂层的抗高温氧化性能。结果表明:根据MAO膜层的硬度和厚度,获得微弧氧化的最佳电解液配方为10.0 g/L NaAlO_2+5.0 g/L NaOH+7.0 g/L Na_2WO_4+5.0 g/L NaF+2.5 g/L Na_2EDTA;在1 100℃高温氧化下,MAO/Al/C103试样氧化10 h的增重为5.5 mg/cm~2,小于Al/C103试样的9.4 mg/cm~2,表现出更好的抗氧化性。