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(NaPO3)6对ZAlSi12Cu2Mg1微弧氧化陶瓷膜的影响

通过在硅酸盐电解液体系中加入（NaPO3）6，研究其对ZAlSi12Cu2Mg1表面微弧氧化陶瓷膜层厚度、孔隙率及相组成的影响。结果表明，当（NaPO3）6的加入量在0～12g／L内逐渐增加时，微弧氧化陶瓷膜层的厚度逐渐上升。加入量为0～6g／L逐渐增加时，膜层孔隙率逐渐下降，超过6g／L时，孔隙率开始上升。电解液中未加（NaPO3）6时，陶瓷膜层主要由γ-Al2O3、α-Al2O3及Al2SiO5组成，α-Al2O3和γ-Al2O3相衍射峰强度大致相同；而加入6g／L（NaPO3）6后，陶瓷层中没有发现Na^＋或PO3^-，但α-Al2O3相的衍射峰强度明显高于γ-Al2O3相，且铝基体的衍射峰强度有所降低。     

铸造铝合金表面微弧氧化膜的特性研究

在电解液中添加不同含量的Li2SO4,在铸造铝合金表面制得微弧氧化陶瓷层。采用SEM、XRD和EDS等分析陶瓷层表面形貌及物相组成。结果表明,随着电解液中Li2SO4加入量的增加,微弧氧化膜厚度增加,膜层表面变得粗糙。微弧氧化膜主要是由α-Al2O3、γ-Al2O3、莫来石和非晶相组成。     

碳钢熔-钎焊层表面微弧氧化陶瓷层的制备

目的 在碳钢表面制备结合强度较高的微弧氧化陶瓷层。方法 采用铝-钢熔钎焊技术,在Q235钢表面获得具有较高结合强度的铝层,再通过微弧氧化在铝层表面生成氧化物陶瓷层。结果 通过添加ER4043焊丝作为钎料,金属间化合物层主要由[Al,Fe,Si]相、Al8Fe2Si相和少量的Al13Fe4相组成,平均厚度为7 μm,铝层与Q235钢的结合强度达到181 MPa。在2 g/L KOH+4g/L Na2SiO3?9H2O电解液中,陶瓷层由疏松层和致密层组成,主要成分为α-Al2O3和γ-Al2O3,且γ-Al2O3相含量较高,微弧氧化过程中电解液中的氧、硅元素都参与了反应。微弧氧化过程中,陶瓷层厚度随着时间的增加而增加,20 min后,试样表面放电孔洞呈“火山口”状,孔洞孔径随着时间的增加而增加。不同频率下,陶瓷层表面均存在少量裂纹,并且裂纹都产生在“火山口”状放电孔洞附近,同时随着频率的增加,陶瓷层表面孔洞孔径减小,陶瓷层厚度增加,但当频率到达600 Hz后,陶瓷层厚度变化不再明显。结论 采用铝-钢熔钎焊技术,铝层与钢基体结合强度远高于其他复合技术中铝层和钢基体的结合强度,对于解决钢铁材料表面微弧氧化陶瓷层容易剥落的问题具有一定的意义。微弧氧化过程中,陶瓷层厚度不断增加,提高微弧氧化频率,陶瓷层致密性提高。     

ZAlSi12表面微弧氧化陶瓷层微观形貌与相组成分析

研究了电解液中不同的NaOH加入量对ZAlSi12微弧氧化陶瓷层厚度的影响规律.通过SEM观察分析微弧氧化膜的微观形貌,采用XRD分析陶瓷层的相组成.研究结果表明,NaOH质量浓度为2.0g/L时,膜层厚度达169μm.膜层表面有明显的放电通道,且陶瓷膜与基体呈锯齿状结合.氧化膜的主要相组成为α-Al203和γ-Al203.     

2A12航空铝合金微弧氧化陶瓷层生长过程

研究2A12铝合金微弧氧化陶瓷层的生长规律,分析不同氧化时间陶瓷层的表面和截面形貌、成分和相组成。研究表明,陶瓷层总厚度接近于线性增长,向外生长速度比向基体内生长的速率稍大,而致密层占总膜层的比例先快速增加,其后略微下降。SEM结果显示,陶瓷层表面有大量呈火山口状的等离子放电痕迹,随氧化时间延长,厚度在整个表面上趋于相等,界面处氧化膜变得比较平坦。陶瓷层主要由α-Al2O3和γ-Al2O3相组成,随着氧化时间的延长,γ-Al2O3相在陶瓷层中的含量先增加后减小,而α-Al2O3相的含量随氧化时间的延长逐渐提高。     

稀土铈掺杂石墨烯对7050铝合金微弧氧化膜层结构与性能的影响

采用微弧氧化(MAO)技术,以硅酸盐为主要电解液成分,通过加入稀土元素铈以及石墨烯添加剂,在7050高强铝合金表面制备微弧氧化膜层。利用扫描电镜(SEM)、体视显微镜、X射线衍射仪(XRD)、摩擦磨损试验机以及电化学工作站研究微弧氧化陶瓷膜层的形貌、粗糙度、相组成和元素分布以及耐磨性和耐蚀性。结果表明:同时加入4 g/L CeO2和10 g/L的石墨烯制备的复合膜层表面微孔尺寸明显降低,结构致密,耐磨性较好,粗糙度最低(1516.03 nm),膜层主要由α-Al2O3和γ-Al2O3组成。且此时的复合膜层自腐蚀电位最大,自腐蚀电流最小,耐腐蚀性最佳。     

2A06铝合金表面微弧氧化陶瓷层摩擦学特性

采用微弧氧化技术,以硅酸盐为主要电解液,在2A06铝合金表面制备出高硬度、高耐磨性的微弧氧化陶瓷膜。用扫描电镜观测膜层的显微结构,用X射线衍射分析其相组成,并对膜层进行耐磨损和抗冲蚀试验。结果表明,氧化时间越长,2A06铝合金表面陶瓷层越厚,陶瓷层粗糙度也越高。陶瓷层由过渡层、致密层和疏松层组成。过渡层与基体和致密层结合紧密。致密层的相组成主要为α-Al2O3、γ-Al2O3,疏松层的相组成主要为α-Al2O3、γ-Al2O3以及Al6Si2O3。致密层中的α-Al2O3相的含量远高于疏松层。从试样边缘到试样中心硬度逐渐降低,最高硬度出现在试样表面边缘向内5～20 mm处,平均HV硬度可达20.96 GPa。2A06铝合金的耐磨性比较差,磨轮转速从100 r/min增至400 r/min时,磨损量不断增加且呈线性分布。微弧氧化制备的陶瓷层磨损量在磨损开始时(100 r/min)稍高,磨轮转速到600 r/min时磨损量趋于稳定,磨轮转速到1600 r/min时磨损量仍然呈现较低水平。陶瓷层的冲蚀体积损失率也远低于2A06铝合金基体。     

ZAlSi12Cu2Mg1微弧氧化过程中负向电压对陶瓷膜层形成的影响

在交流条件下,采用硅酸钠电解液,通过调节不同的负向电压值,在ZAlSi12Cu2Mg1合金表面制得了微弧氧化陶瓷膜层.研究了不同的负向电压值对陶瓷膜层形成过程的影响.结果表明负向电压从80V到160V变化时,氧化时间从5 min延长到65 min,膜层厚度从28 μm增加到208μm,致密度从0.267 g/cm3增大到1.048 g/cm3,特别是微弧氧化第2阶段氧化时间,在负向电压为160 V时持续了32 min,试样表面逐渐变粗糙;在电解液组成为NaSiO38 g/L,NaOH 2 g/L,Na2EDTA 2g/L下,适宜的正/负向电压值为480/140 V,获得厚度为166 μm的膜层.XRD分析表明陶瓷层主要由莫来石、α-Al2O3和γ-Al2O3以及氧化铝的非晶物质组成.     

丙三醇在铝合金微弧氧化膜形成中作用的研究

在Na2SiO3-NaOH复合电解液体系下,对ZAlSi12Cu2Mg1微弧氧化陶瓷膜的形成进行了研究;通过改变丙三醇的含量,研究了其对电解液的电导率、微弧氧化的临界起弧电压、稳定氧化时间和陶瓷膜层厚度的影响,分析了丙三醇的作用。结果表明,丙三醇含量从0 ml/L到12 ml/L变化时,临界起弧正向电压由360 V逐渐升高至410 V,稳定氧化时间由16 min延长到26 min;含量从0 ml/L增加到4 ml/L时,膜厚从65μm迅速增加到152μm。含量超过4 ml/L,膜厚缓慢增加。电解液中加入丙三醇,膜层中除了莫来石相,还出现了α-Al2O3、γ-Al2O3、WO3和SiO2相。     

Na_2SiO_3浓度对6063铝合金微弧氧化层组织与性能的影响

采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计、摩擦磨损试验机等手段研究了不同电解液浓度对6063铝合金微弧氧化陶瓷涂层的相组成、微观结构、显微硬度、耐磨性能等的影响。结果表明:电解液浓度对涂层的性能有着较大的影响。电流密度和处理时间一定的条件下,当Na2SiO3的浓度小于9 g/L时,随着电解液浓度的增大,成膜速率有所提高,涂层中α-Al2O3与γ-Al2O3相的衍射峰明显增强,涂层与基体的结合力增大,且涂层的硬度和耐磨性也有很大的提高;但是当Na2SiO3的浓度大于9g/L时,涂层的硬度等性能基本不再变化,甚至有所下降。     

La_(0.8)Sr_(0.2)CoO_3基阻抗谱型厚膜NO_2传感器的研究

以La_2O_3、SrCO_3和Co_3O_4为原料,采用高温固相反应法制备了La_0.8Sr_0.2CoO_3(LSC)粉体.采用丝网印刷涂膜法在Y_2O_3稳定的ZrO_2(YSZ) 固体电解质表面制备LSC膜层,经1400 ℃煅烧,制成厚膜型NO_2传感器.采用扫描电子显微镜(SEM)观察其断面形貌.采用交流阻抗技术对NO_2敏感性能进行测试.研究了氧气浓度和LSC厚度对传感器阻抗值的影响.结果表明:LSC膜层均匀致密,且与YSZ结合良好.传感器的阻抗值随NO_2浓度的增加而迅速减小,敏感性能良好.氧气体积分数越大,LSC膜层厚度越小,传感器低频区阻抗值越大.     

Al_2O_3含量对等离子喷涂TiO_2-Al_2O_3陶瓷涂层组织性能的影响

采用大气等离子喷涂方法制备TiO2–Al2O3陶瓷涂层,利用SEM和XRD分析了涂层的显微组织和相结构,并研究了涂层的电阻率随温度变化的规律。研究结果表明:TiO2–Al2O3陶瓷涂层主要由金红石型TiO2、锐钛矿型TiO2、Magneli相、α–Al2O3及γ–Al2O3组成。涂层的显微硬度和电阻率随Al2O3含量的增加而增加,在通电升温条件下涂层的电阻率随温度升高而降低。     

等离子体电解阴极沉积Y2O3陶瓷涂层

在Y（NO3）3水溶液中,以Fe25Cr5Al合金为阴极,研究了等离子体电解阴极沉积Y2O3陶瓷涂层的规律。研究发现,当施加的槽电压超过临界值时,阴极发生气膜微弧放电,在合金表面沉积出Y2O3陶瓷涂层。研究了施加槽电压、沉积时间、Y（NO3）3浓度对沉积Y2O3陶瓷涂层的影响。扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）分析结果表明,获得的Y2O3陶瓷涂层表面具有熔融的特征,涂层致密与基体结合牢固。探讨了等离子体电解阴极沉积Y2O3涂层的机理。     

Al_2O_3的能带结构和光学函数的关系

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理CASTEP计算程序,研究Al_2O_3的能带结构和光学函数.结果表明,α-Al_2O_3和γ-Al_2O_3的能带结构形状相似,γ-Al_2O_3的高对称性使得费米面向高能级方向移动,进入导带;对于较常见的几种波长激光,α-Al_2O_3的介电函数虚部均为0,实部随着激光波长增大而减小;γ-Al_2O_3的介电函数虚部、实部随着激光波长增大而增大.γ-Al_2O_3的介电函数虚部、实部和反射率均高于α-Al_2O_3,在激光波长为10.6 ìm时反射率最高,达到40.1%,为α-Al_2O_3的7倍.     

LY12铝合金微弧氧化涂层组织结构对基体疲劳性能的影响

在硅酸盐体系电解液中于铝合金表面制备出不同厚度的微弧氧化涂层,研究涂层厚度对基体疲劳寿命的影响,并揭示疲劳损伤机制.采用XRD、SEM、EDS等分析手段分析涂层的物相与组织结构.用810 Material Test System 疲劳试验机评价涂层试样的疲劳寿命.结果表明,铝合金微弧氧化涂层主要由γ-Al_2O_3和a-Al_2O_3组成,涂层内层致密,表面多微孔.随氧化时间延长,涂层厚度增大,但表面粗糙度增加.疲劳测试结果表明,微弧氧化涂层会降低基底铝合金的疲劳寿命,涂层厚度增加,疲劳寿命下降显著.相对于基体铝合金,涂层厚度为10,18,30 mm的试样,疲劳寿命分别下降了4.4%,8.5%,32.2%.疲劳断口分析认为,涂层局部过度长入基体产生缺陷部位,在循环载荷作用下,容易产生应力集中,从而萌生疲劳源,使铝合金的疲劳寿命下降.     

铂含量对改性铝化物粘结层高温氧化和内应力的影响

研究镍基高温合金的热障涂层系统中不同铂含量的改性铝化物粘结层在1100℃空气中循环氧化和非连续氧化行为及生成的氧化铝层的内应力状态。发现在不同循环氧化条件下,铂铝粘结层表面都形成连续致密的α-Al2O3层,并且α-Al2O3具有相同的形态和相似的平均厚度。而在非连续氧化初期,Al2O3层热生长应力快速增大,在氧化至100h时内应力出现峰值。同时由于高含量铂促进Al元素的扩散从而改变了涂层力学性能,造成高含量铂涂层中表现较大的内应力,但铂含量不能影响Al2O3层中内应力曲线变化趋势。另外,低铂含量涂层γ′-Ni3Al多沿β-NiAl晶界生成,而高含量铂使涂层晶粒细化,导致γ′-Ni3Al相呈弥散分布生长,从而可以形成Al元素的"网"状快速扩散通道。     

Effect of K_2TiO(C_2O_4)_2 Addition in Electrolyte on the Microstructure and Tribological Behavior of Micro-Arc Oxidation Coatings on Aluminum Alloy

Micro-arc oxidation(MAO)coatings with different concentrations of K_2TiO(C_2O_4)_2 in the sodium silicate base electrolyte were prepared on 6061 aluminum alloy with the aim of promoting a better understanding of the formation mechanisms and tribological behaviors of the coatings.Scanning electron microscopy(SEM)assisted with energy-dispersive X-ray spectroscopy(EDS),X-ray photoelectron spectroscopy(XPS)and friction test were employed to characterize the MAO processes and microstructure of the resultant coatings.Results showed that the composition and microstructure of the coatings were significantly affected by the addition of K_2TiO(C_2O_4)_2.A sealing microstructure of MAO coating was obtained with the addition of K_2TiO(C_2O_4)_2.Ti element from K_2TiO(C_2O_4)_2 was only absorbed into the defects of micropores under surface energy in the early stage,while in the later stage,Ti element was predominant in the micropores and distributed on the coatings under plasma discharge to form TiO_2.It was demonstrated that Ti and Si elements from the electrolyte could interact with each other during the MAO process and the interaction mechanism was systematically analyzed.Wear resistance of the MAO coatings with K_2TiO(C_2O_4)_2 addition was significantly improved compared with that of the MAO coatings without K_2TiO(C_2O_4)_2 addition.     

工艺参数对Ni-纳米La2O3复合电沉积的影响

在氨基磺酸镍镀液中加入La2O3纳米颗粒,制备了Ni 纳米La2O3复合镀层.利用正交试验法研究了微粒悬浮量、电流密度、搅拌速度、温度等工艺参数对复合电沉积的影响,并用扫描电子显微镜对复合镀层的表面形貌进行了分析.结果表明,La2O3颗粒悬浮量对复合镀层La2O3共沉积量的影响最大;复合镀层中La2O3颗粒共沉积量越大、电流密度越小,其表面越平整、组织越致密.     

锶铁氧体微管的制备及镧掺杂对其性能的影响

以Fe(NO3)3·9H2O和Sr(NO3)2为原料在水溶液中形成溶胶,以脱脂棉为模板使溶胶在脱脂棉表面形成凝胶,煅烧后得到了SrFe12O19微管,并对锶铁氧体进行La掺杂制得磁学性能优良的SrLaxFe12-xO19(x=0～0.3)。采用XRD,SEM和VSM对样品的结构、形貌及磁性能进行了表征。结果表明:制备的La掺杂锶铁氧体基本保留了棉花纤维的生物形态,其外径在8～13μm之间,壁厚在0.5～1μm之间。当煅烧温度确定时,随着x值的增大,样品的矫顽力和饱和磁化强度先增加后减小,但饱和磁化强度的变化滞后于矫顽力。