镁合金低能耗微弧氧化膜层组织结构及耐蚀性的试验研究

在镁合金表面试制了低能耗微弧氧化膜层,通过SEM、TEM及电化学腐蚀、盐水浸泡失重测试,对低能耗微弧氧化膜层的组织结构及耐蚀性能进行了研究。结果显示,低能耗电解液中制备的微弧氧化膜层与普通微弧氧化膜层表面形貌存在明显差异;前者的主要成分是非晶相而不是Mg O晶体相;电化学腐蚀及盐水浸泡失重试验结果同时显示,低能耗微弧氧化膜层的电化学腐蚀性能与常规微弧氧化膜层的差别不大,两种膜层都可以对镁合金基体起到良好的保护作用。     

微弧氧化增强镁合金钼酸盐转化膜层的制备

目的提高钼酸盐转化膜的耐腐蚀性能,制备微弧氧化增强的钼酸盐膜层。方法采用化学转化法和微弧氧化法在AZ91D镁合金表面制备钼酸盐转化膜、微弧氧化膜和微弧氧化增强的钼酸盐膜层,研究了膜层的电化学行为和腐蚀失重情况,利用SEM、EDS、XRD和激光共聚焦显微镜对膜层的表面形貌、元素组成、物相组成和粗糙度进行分析。结果 XRD分析表明,钼酸盐膜层经过微弧氧化处理后,所得膜层较微弧氧化膜层多出新相MoSi_2。钼酸盐转化膜层经过微弧氧化处理后,相比于微弧氧化膜层,表面变得平整光滑,孔洞微粒变小,粗糙度降低。钼酸盐转化膜经过微弧氧化处理后,在3.5%NaCl溶液中浸泡48 h,膜层失重最低。通过电化学测试,微弧氧化增强钼酸盐膜层的腐蚀电位较钼酸盐转化膜的腐蚀电位正移0.643 V,较微弧氧化膜的腐蚀电位正移0.419 V,腐蚀电流密度较钼酸盐转化膜降低了3个数量级,较微弧氧化膜降低了1个数量级。结论钼酸盐转化膜经过微弧氧化处理后,膜层的耐腐蚀性能优于钼酸盐转化膜和微弧氧化膜,使镁合金的应用前景有所提高。     

微弧氧化对铸铝合金在乙二醇水溶液中的耐蚀性能的影响

分别采用自然氧化和微弧氧化方法在AlSi10Mg(a)铸造铝合金表面获得氧化膜层,利用失重法、扫描电镜、交流阻抗、极化曲线等研究了微弧氧化对铸铝合金在38%乙二醇水溶液中的耐蚀性能的影响。结果表明,通过微弧氧化工艺可在砂型铸造铝合金AlSi10Mg(a)材质表面形成连续致密的膜层;相比铸铝合金的自然氧化成膜,微弧氧化成膜显著提高了铸铝合金表面在溶液中的膜层电阻和电荷转移电阻,也提高了铸铝合金的自腐蚀电位和击穿电位,降低了自腐蚀电流密度和膜层维钝电流密度。AlSi10Mg(a)铸造铝合金经微弧氧化后在38%乙二醇溶液中具有良好的耐蚀性能和膜层稳定性。     

镁合金表面磁控溅射-微弧氧化制备Al_2O_3膜层的组织结构及性能

采用磁控溅射-微弧氧化的方法在镁合金表面制备了Al_2O_3膜层,随后采用X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDX)等方法对微弧氧化膜层的相结构、截面形貌及膜层中的元素分布进行了分析,采用摩擦磨损和电化学腐蚀方法对膜层的耐磨耐腐蚀特性进行了测试。结果表明,通过先进行磁控溅射后进行微弧氧化的方式可以在镁合金表面获得Al_2O_3微弧氧化膜层。通过改变反应终止电压可控制微弧氧化膜层的厚度。当反应终止电压不高于510 V,膜层主要由铝和Al_2O_3组成。而当微弧氧化反应终止电压超过600 V后,铝膜层完全参与反应转变为微弧氧化膜层,膜层主要由Al_2O_3和MgO组成。Al_2O_3微弧氧化膜层的形成有助于提高镁合金表面的耐磨耐腐蚀性能。     

添加剂对铝合金微弧氧化陶瓷膜耐磨性的影响

研究了铝合金在硅酸盐和磷酸盐复合溶液体系中微弧氧化膜的耐磨性,采用XRD和SEM分析了铝合金微弧氧化膜的物相和表面形貌,采用UMT-Ⅱ型微观摩擦磨损试验机测试了膜层的摩擦磨损性能。研究结果表明,添加剂Na2WO4和M2提高了微弧氧化陶瓷涂层的耐磨性,稳定剂胺盐使微弧氧化膜更致密、更光滑,从而减小了氧化膜的前期磨损失重。     

表面微弧氧化处理对球拍钛合金摩擦磨损性能的影响

在TA1、TC10和TC4钛合金基材表面制备了微弧氧化膜层,研究了三种不同微弧氧化膜层的显微组织、表面粗糙度、硬度、磨损失重和摩擦磨损形貌。结果表明:在相同微弧氧化工艺下,TA1、TC10和TC4钛合金表面形成了形貌不同的微弧氧化膜层;经过微弧氧化处理后,TA1和TC10表面膜层的磨损失重都要小于基材,而TC4合金表面膜层的磨损失重要略高于基材;TC10合金表面膜层的磨损失重最小,具有最佳的抵抗摩擦磨损的特性;钛合金基材的磨损机制主要为粘着磨损和局部剥落;而三种微弧氧化膜层的磨损机制为粘着磨损,摩擦磨损形貌的观察结果与磨损失重测试结果较为吻合。     

KOH浓度对LA103Z镁锂合金微弧氧化成膜过程及膜层耐蚀性的影响

目的 探索电解液中KOH浓度对LA103Z镁锂合金微弧氧化成膜过程及膜层耐蚀性能的影响规律.方法 通过恒压微弧氧化法,在KOH质量浓度分别为2、4、6 g/L的硅酸盐系电解液中制备微弧氧化膜层.采用扫描电子显微镜(SEM)观察微弧氧化膜层的表面形貌和截面形貌,采用Image-J软件分析膜层的孔隙率和厚度,通过电化学试验...     

医用钛合金的微弧氧化膜层组织及其磨损性能

采用微弧氧化方法对医用钛合金表面进行改性,利用X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)对微弧氧化膜层的表面形貌和化学成分进行分析,通过小振幅往复摩擦磨损试验测量膜层的耐磨损性能.结果表明:钛合金经过微弧氧化表面处理后,所得膜层存在不同尺寸的放电微孔,氧化膜内层相对外层较为致密;膜层主要由大量金红石型TiO2相、非晶相SiO2及少量锐钛矿型TiO2相组成;与基体相比,微弧氧化膜层的初期摩擦因数从0.7降低至0.1,耐磨性提高.     

TC4钛合金微弧氧化膜层高温氧化性能研究

利用微弧氧化(MAO)技术在TC4钛合金表面原位制备陶瓷膜层,并通过硅酸钠水溶液对膜层进行了封孔处理。采用X射线衍射仪(XRD)分析了膜层相组成,通过扫描电子显微镜(SEM)观察了膜层表面形貌。通过粘结拉伸测试,比较了膜层在封孔前后与基体的结合强度。利用高温氧化实验,考察了TC4基体及膜层试样封孔前后的抗高温氧化性能。结果表明:微弧氧化膜层与基体间的结合强度较高,经封孔处理及高温氧化100 h后,膜基结合强度降低至4.29 MPa。与TC4基体相比,微弧氧化膜层的高温氧化增重量小,抗高温氧化性能得到了显著的提高。封孔处理提高了微弧氧化膜层的致密性,使其能更好地阻止氧透过膜层向基体内侵入,进一步提高了膜层的抗高温氧化性能。     

纯铝微弧氧化-电泳膜层制备工艺及其耐蚀性

分别在纯铝表面沉积微弧氧化膜、电泳膜及微弧氧化-电泳复合膜层,采用扫描电镜分析了复合膜层表面及截面形貌,通过划格法和划痕试验测定了不同膜层间的结合力,采用极化曲线和加速盐雾腐蚀试验(CASS)考察不同表面处理后样品的耐蚀性。结果表明:微弧氧化膜层提高了电泳膜层与基体的结合力,同时,电泳膜提高了微弧氧化膜的耐蚀性,双膜层的耐蚀性好于单一膜层。     

医用镁合金丝材的微弧氧化表面改性(英文)

在硅酸盐-磷酸盐复合电解质中添加羟基磷灰石纳米粉体和氢氧化钠进行改性处理,然后采用该电解质对医用镁合金丝材进行微弧氧化处理。研究电解质中氢氧化钠含量对镁合金丝材表面陶瓷涂层微观组织结构和性能的影响。结果表明:对电解质改性后,镁合金丝材的微弧氧化起弧电压大降低且氧化速度更快。镁合金丝材在添加2 g/L氢氧化钠的电解质中进行微弧氧化处理后的耐腐蚀性能改善幅度显著。在模拟体液的早期浸泡过程中,微弧氧化处理过的镁合金丝材表现为缓慢且稳定的腐蚀降解。在浸泡28 d后,镁合金丝材表面的保护性陶瓷涂层尚未破坏,但浸泡60 d后,镁合金丝材出现了显著的腐蚀降解。     

Corrosion resistance and molecular dynamics behavior of the MAO/SAM composite coatings on magnesium alloy

To improve corrosion resistance of magnesium alloy AZ91D, y-Mercaptopropyltrimethoxysilane (MPTS) was assembled on the surface of micro-arc oxidation (MAO) treated magnesium alloy by self-assembly membrane (SAM) technique. The surface morphology and chemical components of the MAO/SAM composite coatings were analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectrometer (EDS). The corrosion resistance of samples was investigated by potentiodynamic polarization, electrochemical impedance spectroscopy and total immersion tests in a 3.5 wt % NaCl solution. The measured EIS data were simulated by an equivalent circuit. Also the molecular dynamic simulation was used to study the adsorption behavior at the molecular level. The results showed that the surface of magnesium alloy was well covered by the MAO/SAM composite coatings with a better corrosion resistance. Chemical adsorption was formed between the organic molecules and the surface of the MAO coating. The approach presented here afforded an effective alternative for surface modification of magnesium-based materials to meet the many aspects of the application requirements.     

Statistical Process Control

Abstract

In order to improve the corrosion resistance provided by a micro-arc oxidation (MAO) coating on AZ31 magnesium alloy, a polypropylene film was prepared on its surface. Scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray analysis and Fourier transform infrared spectroscopy were used to characterise the surfaces of the coatings. The corrosion protective performance of the coatings was evaluated by potentiodynamic polarisation curves, electrochemical impedance spectroscopy and immersion testing. The results show that the microdefects of the MAO coating can be filled by PP and the corrosion resistance of the AZ31 magnesium alloy is improved greatly.     

镁合金微弧氧化复合膜研究进展

微弧氧化（MAO）表面处理技术常用于改善镁合金的特定性能,但MAO膜容易产生微孔和微裂纹从而降低镁合金的耐蚀性。为了提高镁合金微弧氧化膜的使用寿命,主要综述了国内外MAO工艺过程调节措施和MAO膜后处理技术的最新研究进展,重点介绍了近年来国内外镁合金MAO复合膜的研究热点。着重介绍了通过工艺过程调节提高镁合金MAO膜长期保护性能的几项措施：通过电参数和电源类型调节协同电解液成分调整提高MAO膜耐蚀性;通过加入电解液添加剂提高MAO电解液稳定性和电导率;利用具有自封孔作用的添加剂可以参与成膜的特点提高MAO膜致密性;通过复合工艺在MAO膜传统封孔后进一步封闭孔隙。此外,详细介绍了包括疏水涂层、化学镀、类金刚石涂层、生物膜涂层等复合膜工艺的研究进展,强调了复合膜不仅耐蚀性高而且具有功能化应用前景：超疏水复合膜对镁基底具有主动的腐蚀保护作用,超疏水膜协同MAO膜可以提高表面的疏水性;镀镍层致密无微孔且与MAO膜交错咬合能够改善镁MAO膜的导电性和耐蚀性;MAO涂层代替金属缓冲层能够提高类金刚石涂层和基体界面结合强度;生物复合涂层不仅耐蚀性高还具有促进细胞增殖和分化生物活性的作用。最后,基于镁...     

骨植入镁合金表面缓蚀剂覆载的微弧氧化/PLGA复合涂层的制备与表征

目的 在可降解镁合金表面制备缓蚀剂覆载的微弧氧化/聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)复合涂层,提高其耐蚀性.方法 首先利用微弧氧化技术在镁合金表面制备出适合复合缓蚀剂涂层的微弧氧化(Micro-Arc Oxidation,MAO)涂层,之后在微弧氧化多孔涂层上浸涂PLGA-缓蚀剂涂层,得到复合涂层,缓蚀剂选择天然植物提取物姜黄素(Curcumin,Cur).利用SEM&EDS、FTIR和AFM等实验对涂层形貌、成分及结构进行分析,通过电化学测试、体外浸泡实验评价涂层的耐蚀性能.结果 FTIR结果表明Cur可成功覆载在涂层中,且不与PLGA发生反应.电化学测试和体外浸泡实验表明MAO/PLGA-Cur涂层能有效提高镁合金的耐蚀性.动电位极化曲线显示MAO/PLGA-Cur涂覆样品的腐蚀电流密度比基体下降了3个数量级,浸泡14 d的质量损失比基体下降62.04％,比未覆载的样品减少26.63％.结论 MAO时间为10 min为最合适复合缓蚀剂涂层的参数.Cur作为缓蚀剂的最佳添加量为0.12％,PLGA的最佳添加量为12％,最佳浸涂角度为0°.     

Electrodeposition and corrosion resistance of Ni–P–TiN composite coating on AZ91D magnesium alloy

In order to improve the corrosion resistance and microhardness of AZ91D magnesium alloy, TiN nanoparticles were added to fabricate Ni–P–TiN composite coating by electrodeposition. The surface, cross-section morphology and composition were examined using SEM, EDS and XRD, and the corrosion resistance was checked by electrochemical technology. The results indicate that TiN nanoparticles were doped successfully in the Ni–P matrix after a series of complex pretreatments including activation, zinc immersion and pre-electroplating, which enhances the stability of magnesium alloy in electrolyte and the adhesion between magnesium alloy and composite coating. The microhardness of the Ni–P coating increases dramatically by adding TiN nanoparticles and subsequent heat treatment. The corrosion experimental results indicate that the corrosion resistance of Ni–P–TiN composite coating is much higher than that of uncoated AZ91D magnesium alloy and similar with Ni–P coating in short immersion time. However, TiN nanoparticles play a significant role in long-term corrosion resistance of composite coatings.     

PREPARATION OF MICROARC OXIDATION COATING ON (Al2O3-SiO2)sf/AZ91D MAGNESIUM MATRIX COMPOSITE AND ITS ELECTROCHEMICAL IMPEDANCE SPECTROSCOPIC ANALYSIS\par

在硅酸盐电解液体系中, 采用交流微弧氧化方法在增强体体积分数为33%的 (Al₂O₃-SiO₂)_sf/AZ91D镁基复合材料表面制备出完整的保护性氧化膜. 利用SEM, EDS和XRD分析了氧化膜的形貌、成分和相组成, 测量了膜层的显微硬度分布. 采用电化学阻抗谱(EIS)评价了微弧氧化表面处理前后复合材料的电化学腐蚀性能, 确立了不同浸泡时间对应的等效电路. 结果表明, 微弧氧化膜主要由MgO和Mg₂SiO₄相组成, 最大硬度达到1017 HV. 氧化膜电化学阻抗模值|Z|与镁合金基体相比大幅度提高, 耐腐蚀性能明显高于基体. 在3.5%NaCl溶液里浸泡96 h后, EIS出现感抗弧, 显示膜内部开始出现点蚀破坏. 氧化膜耐蚀性由膜内致密层特性所决定.     

Effects of Al3+ concentration in hydrothermal solution on the microstructural and corrosion resistance properties of fabricated MgO ceramic layer on AZ31 magnesium alloy

Porous magnesium oxide (MgO) ceramic layers were prepared on AZ31 magnesium alloy via microarc oxidation (MAO) and sustained hydrothermal treatment at 90°C for 18 h in alkaline zinc nitrate solution with varying Al³⁺ concentrations. Increasing the Al³⁺ concentration advanced the formation of layered double hydroxide (LDH) films on the MgO ceramic layers, enabling the sealing of micropoles and cracks via in situ growing. Electrochemical and immersion test results indicated that the MAO/hydrothermal treatment-prepared LDH/MgO composite coatings achieved increased corrosion resistance than single MAO ceramic layers, due to the sealing effect and ion-exchange capacity of LDHs. Furthermore, as Al³⁺ concentration in hydrothermal solution increased, the anticorrosion properties of the composite coatings were enhanced. Concludingly, LDH/MgO composite coatings could provide augmented long-term anticorrosion protection for magnesium alloys compared with single MAO ceramic layers.     

微弧氧化处理对AZ91D镁合金腐蚀行为的影响

采用碱性硅酸盐溶液,在AZ91D镁合金试样表面制得微弧氧化膜,并利用电化学阻抗方法对镁合金及微弧氧化处理试样在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为进行比较研究.结果表明,镁合金经微弧氧化处理后,腐蚀电位和膜层阻抗均有一定程度的提高.但在浸泡过程中,微弧氧化处理试样的电化学参数呈现出不同的变化规律,初期波动较大,后期则逐渐降低,趋向稳定.     

C3H8O3含量对AZ91D镁合金微弧氧化过程及膜层特性的影响

在含有不同C₃H₈O₃含量的硅铝复合电解液中,利用交流脉冲电源在AZ91D镁合金基体上制备了一系列微弧氧化膜。利用SEM和膜层测厚仪分别研究了陶瓷膜层的微观形貌特征及厚度,采用全浸泡实验和电化学阻抗谱测试了膜层在3.5%NaCl中性溶液中的耐蚀性能。结果表明,微弧氧化过程中的起弧电压和终止电压均随C₃H₈O₃含量的增加而呈上升的变化趋势。随着C₃H₈O₃含量的增加,膜层耐蚀性先提高后降低,而膜厚变化幅度不大。膜层的耐蚀性主要取决于内部致密层,当C₃H₈O₃含量为5 mL/L时,膜层相对较致密,因而表现出良好的耐蚀性能。