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.     

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.     

环保型AZ31镁合金微弧阳极氧化工艺的研究

为了提高AZ31镁合金的耐蚀性,采用微弧阳极氧化技术并通过正交试验法开发出一种环保型的镁合金微弧氧化工艺.电解液最佳配方为:50.0g/L NaOH,20.0g/L H3BO3,10.0tg/L Na2B4O7·10H2O和10.0 g/L C6H5O7Na3,处理工艺为50 Hz、120 V交流电压氧化5 min.结果表明,经本工艺处理的镁合金表面覆盖一层主要由MgO组成的氧化膜,其自腐蚀电位和自腐蚀电流密度都有较大改善,能为AZ31镁合金基体提供更有效的保护.     

AZ91D镁合金恒功率微弧氧化膜的结构及耐蚀性能

目前,对镁合金表面恒功率微弧氧化的研究尚不够深入。在Na2Si O3-Na OH体系中,通过恒功率控制微弧氧化,在AZ91D镁合金表面获得了微弧氧化膜。分别利用SEM,EDS,XRD,硫酸铜点滴及Na Cl浸泡腐蚀等方法分析了微弧氧化膜的形貌、成分、结构及耐蚀性能。结果表明:恒功率制备的微弧氧化膜由Mg,O,Si,Al元素组成,其物相主要由Mg,Mg O,Mg2Si O4组成;在1~3 k W功率内,随着功率的增加,膜层表面微孔数量减少,孔径增大,在含Cl-溶液中的耐腐蚀性能变差;与恒压控制相比,恒功率控制使得镁合金微弧氧化初期在大电流下起弧,而后期是在高电压环境下进行,导致所形成的微弧氧化膜具有较少的微孔,但具有较大的孔径和较快的生长速度。     

镁合金表面微弧氧化-SiO2复合膜层的微观结构和耐蚀性

采用有机醇盐水解法制备SiO2溶胶,用浸溃-提拉制膜技术在AZ31B镁合金微弧氧化陶瓷层表面制备SiO2膜层,研究了镁合金表面微弧氧化-SiO2复合膜层的微观结构和耐蚀性.结果表明:SiO2溶胶进入微弧氧化陶瓷层表面的微孔并形成了SiO2膜层;由微弧氧化陶瓷层和SiO2膜层组成的复合膜层的腐蚀电位比单一陶瓷层明显提高,...     

电参数对压铸镁合金微弧氧化的影响

采用脉冲电源在K2SiO3-KOH溶液中对压铸镁合金AZ91D进行微弧氧化,并采用扫描电镜(SEM)及X射线衍射(XRD)研究了微弧氧化电流密度、频率、占空比对陶瓷膜的生长速率、腐蚀速率及组织形貌的影响.结果表明,氧化膜主要由MgO、Mg2SiO4、MgAl2O4和不定形相组成;膜层的生长速率与表面形貌主要由单脉冲的放电能量决定;随电流密度的增加或频率的减小,微弧氧化膜层的生长速率增加,但膜层表面变粗糙并产生裂纹;厚度12～20 μm的膜层有较好的耐蚀性.     

电压对镁合金微弧氧化膜组织及耐蚀性的影响

由于镁合金耐蚀性差,其应用受到了限制.采用 SEM-EDS,XRD等表面分析技术研究了不同电压对MB5镁合金微弧氧化膜表面形貌、相结构与成分的影响,并用电化学测试方法考察了氧化膜层的耐腐蚀性能.结果表明:处理电压对微弧氧化膜层的微观组织结构、成分有显著影响,而微弧氧化膜层的微观组织结构与成分又直接影响其耐蚀性.在120～200 V下进行微弧氧化,160 V时试样耐蚀性最好.镁合金微弧氧化膜由α-MgF2,MgO,Mg2SiO4和MgAl2O4等含硅或铝的尖晶石型氧化物组成,随着氧化处理电压的增加,MgO的含量明显增加.微弧氧化时出现氧化膜微区熔化,溶液离子与基体合金都参与了微弧区物理化学反应.     

镁合金微弧氧化-溶胶凝胶复合膜层的耐蚀性

用微弧氧化和溶胶凝胶法在AZ91D镁合金表面制备复合膜层,用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)和电化学测试等分析手段表征其成分、相结构和截面形貌,研究了复合膜层的耐蚀性.结果表明,溶胶凝胶膜有效地封闭了镁合金表面微弧氧化膜的微孔,形成结合力好且较为致密的复合膜层.复合膜层的组成主要有MgO、M...     

镁合金微弧氧化添加剂的优选

为了获得耐蚀性更优的微弧氧化膜,以NaAlO2-NaOH体系为基础氧化液,考察了EDTA、蒙脱石、阿拉伯树胶等添加剂对AZ91D镁合金微弧氧化膜层耐蚀性能的影响.在3.5%的NaCl水溶液中测定了微弧氧化处理前后镁合金样品的动电位极化曲线,利用腐蚀电阻等参数来判定膜的耐蚀性能.确定了铝酸盐体系中添加剂的最优用量为:3 g/L蒙脱石,0 g/L EDTA,50 mL/L 5%阿拉伯树胶.利用SEM,EDS和XRD等初步研究了陶瓷膜表面的微观结构及成分.结果表明:在该体系中添加最佳用量的添加剂可以得到致密的微弧氧化膜,膜层主要由MgO以及MgAl2O4组成;微弧氧化处理后的镁合金比处理前具有更好的耐蚀性能.     

AM60B镁合金微弧氧化膜层的结构与性能研究

为了提高镁合金的耐腐蚀性能,用微弧氧化方法在AM60B镁合金表面生成了氧化物膜层.利用扫描电镜、X射线衍射分析了膜层的形貌、结构和组成.研究表明,氧化膜可分为两层,外层疏松多孔,内层结构致密,膜层主要由MgO、Mg2SiO4和少量MgAl2O4相组成,从外层到内层,Mg2SiO4相含量减少,MgO相含量增大.与镁合金基体相比,氧化物膜层表面硬度提高7～8倍. 在质量分数为3.5%NaCl溶液中的动电位极化测试表明,微弧氧化处理使镁合金的耐蚀性能得到了明显提高.     

Effect of chloride ion level on the corrosion performance of MAO modified AZ31 alloy in NaCl solutions

Microarc oxidation coatings were fabricated on AZ31 magnesium alloy in the electrolyte of sodium phosphate. Potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy tests were employed to investigate the electrochemical corrosion behavior. The corroded surface was characterized by an optical microscope and X-ray diffraction. The influence of chloride ion concentration on the corrosion resistance of microarc oxidation coated AZ31 alloy is discussed. The corrosion current density enlarged ratio and the charge transfer resistance reduced ratio indicated that the extent of the corrosion damage of microarc oxidation coated AZ31 alloy is much higher when chloride ion concentration is greater than 5%. A corrosion mechanism related to the effect of chloride ion concentrations on the corrosion behavior is proposed.     

不同表面处理工艺压铸镁合金涂层耐蚀性研究

为了研究不同表面处理工艺下压铸镁合金涂层的抗腐蚀性能,通过浸泡腐蚀和电化学腐蚀的方法,比较了微弧氧化和无铬化学氧化等表面处理试样的耐蚀性.结果表明,无铬化学氧化和微弧氧化处理能显著提高镁合金表面耐蚀性,而以微弧氧化处理更优;且两种处理方法覆盖层对孔洞、裂纹不敏感.根据交流阻抗图谱,拟合得到了微弧氧化、无铬化学氧化和未处理三种试样电化学腐蚀时体系的等效电路,拟合结果与实测结果吻合.XRD分析表明这两种处理方法得到的覆盖层中主体相均为Mg3Al2Si3O12等含硅的尖晶石型氧化物和Mg0.36Al2.44O4、MgAl2O4等不含硅的镁、铝复合氧化物,有利于提高镁合金耐蚀性.     

镁合金表面喷铝防腐蚀层的微观组织分析

在AZ91D镁合金表面热喷铝，用以提高其表面的耐腐蚀性能。采用SEM，EPMA等方法对AZ91D表面喷铝扩散层的组织进行了仔细的观察与分析，发现在防腐蚀层上有大量的Mg17Al12相存在，且呈决状及非连续片状分布。经显微硬度测定，喷铝层硬度较镁合金基体高；腐蚀后这种相凸出于基体，比镁合金基体有较好的耐腐蚀性能。     

Laser cladding of Zr-based coating on AZ91D magnesium alloy for improvement of wear and corrosion resistance

To improve the wear and corrosion resistance of AZ91D magnesium alloy, Zr-based coating made of Zr powder was fabricated on AZ91D magnesium alloy by laser cladding. The microstructure of the coating was characterized by XRD, SEM and TEM techniques. The wear resistance of the coating was evaluated under dry sliding wear test condition at room temperature. The corrosion resistance of the coating was tested in simulated body fluid. The results show that the coating mainly consists of Zr, zirconium oxides and Zr aluminides. The coating exhibits excellent wear resistance due to the high microhardness of the coating. The main wear mechanism of the coating and the AZ91D sample are different, the former is abrasive wear and the latter is adhesive wear. The coating compared to AZ91D magnesium alloy exhibits good corrosion resistance because of the good corrosion resistance of Zr, zirconium oxides and Zr aluminides in the coating.     

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   

AZ91D镁合金表面熔盐置换扩散涂层组织及耐腐蚀性能研究

采用AlCl3-NaCl熔盐自发置换扩散工艺在AZ91D镁合金表面制备镁铝金属间化合物涂层,并利用开路电位、电化学阻抗方法对镁合金及熔盐置换扩散改性处理试样在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的腐蚀行为进行比较研究。结果表明:熔盐自发置换扩散铝涂层在温度为400℃,保温8h的工艺条件下呈现出了明显的分层结构特征。根据组织结构不同,可将其分为:颗粒状形貌的外层和具有网状结构的内层;经表面熔盐自发置换扩散处理后的镁合金试样,腐蚀电位比未改性的AZ91D镁合金大幅提高,膜层阻抗约为未改性的AZ91D镁合金的10倍。     

单宁酸对镁合金锆酸盐转化膜耐蚀性能的影响

在钒锆体系基础上添加单宁酸可提高AZ91D镁合金表面锆酸盐转化膜的耐蚀性能,目前研究较少。采用单因素试验的方法,研究单宁酸浓度对转化膜的影响;通过盐雾试验、电化学测试来检测膜层的耐蚀性能;利用扫描电镜(SEM)以及能谱(EDS)分析转化膜的微观形貌和成分变化。结果表明:单宁酸的浓度在0.3~0.5 g/L之间时,膜层晶粒较为细致,膜层均匀,阻抗值弧明显大于其他浓度时的阻抗弧,腐蚀电流密度达2.256×10-5A/cm~2,耐盐雾时间达600 min;在锆酸盐里添加单宁酸后形成的转化膜可以提高AZ91D镁合金表面的耐蚀性能。     

Biocorrosion resistance of coated magnesium alloy by microarc oxidation in electrolyte containing zirconium and calcium salts

The key to use magnesium alloys as suitable biodegradable implants is how to adjust their degradation rates. We report a strategy to prepare biocompatible ceramic coating with improved biocorrosion resistance property on AZ91D alloy by microarc oxidation （MAO） in a silicate-K2ZrF6 solution with and without Ca（H2PO4）2 additives. The microstructure and biocorrosion of coatings were characterized by XRD and SEM, as well as electrochemical and immersion tests in simulated body fluid （SBF）. The results show that the coatings are mainly composed of MgO, Mg2SiO4, m-ZrO2 phases, further Ca containing compounds involve the coating by Ca（H2PO4）2 addition in the silicate-K2ZrF6 solution. The corrosion resistance of coated AZ91D alloy is significantly improved compared with the bare one. After immersing in SBF for 28 d, the Si-Zr5-CaO coating indicates a best corrosion resistance performance.     

Microarc oxidation coating formed on SiCw/AZ91 magnesium matrix composite and its corrosion resistance

A ceramic coating was synthesized on the surface of SiCw/AZ91 magnesium matrix composite by means of microarc oxidation (MAO) technique. Scanning electron microscope (SEM) was employed to characterize the surface morphology and cross-section microstructure of the coating. The phase structure and the chemical composition of the ceramic coating were analyzed by X-ray diffraction (XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The corrosion resistance of the coating was evaluated by immersion test and electrochemical method. The results showed that the corrosion rate of the coated SiCw/AZ91 composite was decreased greatly compared with that of the bare composite because of the protective microarc oxidation coating.