镁合金微弧氧化深色陶瓷膜制备及耐蚀性研究

通过正交实验在AZ91镁合金表面制备出了深色陶瓷膜,并进一步研究了陶瓷膜的耐蚀性.利用XES对陶瓷膜成分进行分析,探讨陶瓷膜层显色的原因.结果表明,浓度比为55∶30∶4∶20的N1-N2-C-N3溶液中,采用恒压方式电压在350 V～450 V或恒流方式电流密度在1.2 A/dm2～2.4 A/dm2时,可制备出获理想的棕黄色、棕色、棕黑色陶瓷膜;棕色（400 V）和棕黄色（0.8 A/dm2）陶瓷膜腐蚀曲线相对较为平缓,耐蚀性最佳.     

镁合金微弧氧化陶瓷层的耐蚀性

通过NaCl中性盐雾腐蚀试验定性地分析镁合金微弧氧化陶瓷层的耐蚀性，初步研究了陶瓷层表面微观结构对其耐蚀性的影响。结果表明：镁合金微弧氧化陶瓷层的微观组织结构的结合方式和生长方式直接影响其耐蚀性，微弧氧化试样的耐蚀性与陶瓷的厚度有关，陶瓷层厚度的增加并不一定能使其耐蚀性提高。     

镁合金微弧氧化陶瓷层的生长过程及其耐蚀性

利用扫描电镜(SEM)和盐雾腐蚀试验等手段。研究了镁合金微弧氧化陶瓷层不同生长阶段的形貌特征及耐蚀性．结果表明：整个过程可分为三个阶段。即阳极沉积阶段、微弧阶段和局部弧光阶段．阳极沉积阶段是在阳极表面发生团絮氧化膜沉积与扩展的过程；微弧阶段是前期缺陷减少与消失并形成均匀膜层的过程，陶瓷层表面微孔孔径较小，膜层均匀致密；局部弧光阶段形成的放电微孔孔径较大，陶瓷层比较疏松．陶瓷层的耐蚀性则表现出先增后减的变化趋势．在微弧氧化处理8min～12min时，陶瓷层的耐蚀性最好．通过控制陶瓷层不同生长时期的能量分配，尽量延长陶瓷层的均匀生长过程。可以获得到均匀致密的陶瓷层．     

能量参数对镁合金微弧氧化陶瓷层耐蚀性的影响

用自制的微弧氧化控制电源研究了在硅酸盐溶液体系中电流密度、频率、占空比等能量参数对镁合金微弧氧化陶瓷层的厚度及耐蚀性的影响,并优化了微弧氧化工艺.结果表明：随电流密度增加,陶瓷层厚度呈现线性增加,而耐蚀性表现出先增后减的趋势,在电流密度为3 A/dm2～4 A/dm2时,陶瓷层的耐蚀性最佳;恒流微弧氧化方式下频率与占空比对陶瓷层的厚度影响不大,但对其耐蚀性有一定影响,随频率增加,陶瓷层的耐蚀性越来越好,随占空比增大,陶瓷层的耐蚀性逐渐变差;工艺参数优化所制得陶瓷层的耐蚀性较参数恒定控制有一定的提高.     

镁合金微弧氧化陶瓷层显微缺陷与相组成及其耐蚀性

利用SEM，XRD及盐雾腐蚀等试验手段，研究了MB8镁合金微弧氧化陶瓷层生长过程中显微缺陷与相组成的变化规律及其对耐蚀性的影响。结果表明：微弧氧化初期，陶瓷层致密，几乎观察不到显微缺陷，随着处理时间的延长及陶瓷层的增厚，其外侧开始出现孔洞类缺陷，直至90％厚度范围布满相互交错的不规则孔洞；陶瓷层主要由MgO，MgSiO3，MgAl4O4和 非晶相组成，随着厚度的增加，陶瓷层中MgO的比例不断增加，而非晶相含量逐渐减少；短时间微弧氧化处理有利于制取艰非晶相为主的致密无缺陷的耐蚀陶瓷层。     

镁合金微弧氧化陶瓷层耐蚀性的研究

利用盐雾腐蚀试验和SEM等分析手段，研究了镁合金微弧氧化陶瓷层的腐蚀过程及4各电解液体系对陶瓷层耐蚀性的影响，分析了镁合金微弧氧化陶瓷层与铬化处理膜层耐蚀性的差异和封孔处理的作用机理，结果表明，在复合系电解液中处理的镁合金样品耐蚀性最好，所有微弧氧化处理的样品其耐蚀性均远优于铬化处理样品，用石蜡孔可明显提高样品的耐蚀性。     

终止电压对MB8镁合金微弧氧化膜耐蚀性的影响

采用SEM、XRD、动电位极化曲线及电化学阻抗等测试方法,研究了MB8镁合金微弧氧化过程中不同终止电压下获得的陶瓷膜层的耐蚀性能.结果表明:终止电压越高,膜层越厚;微火花阶段,膜层表面均匀、结晶细致,腐蚀电流密度较小,阻抗较大;弧放电阶段,膜层孔径变大,陶瓷层内显微缺陷增多,腐蚀电流密度增大,阻抗减小.由此得出结论:膜层耐蚀性能由膜层厚度与终止电压共同决定,微火花放电末期膜层的耐蚀性能优于弧放电阶段的耐蚀性能.     

镁合金微弧氧化陶瓷膜的制备及耐蚀性能

利用微弧氧化技术在AZ91D镁合金表面原位生成含有钙、磷元素的陶瓷膜层.用SEM、XRD、EDS等研究陶瓷膜微观形貌、相组成及元素含量,利用Tafel和EIS技术来评价陶瓷膜的腐蚀性能.结果表明,所制备的陶瓷膜层成功地引入了钙和磷元素,陶瓷膜层主要由Mg2SiO4和MgO相组成.增加钙盐浓度,可以使膜层内的钙元素含量增多,微孔增加并且出现了微裂纹.电化学测试表明陶瓷膜使得镁合金在0.9%NaCl生理盐水中的耐蚀性提高了1～2个数量级,当钙盐浓度为0.3 g/L时,陶瓷膜层的耐蚀性最好.     

镁合金微弧氧化陶瓷层耐蚀性的电化学分析

采用IM6e型电化学工作站，测试了镁合金微弧氧化后陶瓷层的电化学阻抗(EIS)、稳态电流／电位极化曲(Steady State1／E Recording)以及Tafel斜率。结合测量结果对微弧氧化处理镁合金的耐蚀性进行分析。结果表明，经过微弧氧化处理后试样的电化学阻抗比未经处理原始试样的电化学阻抗高3个数量级。微弧氧化处理过程中存在一个最佳陶瓷层厚度，当超过或低于这个最佳厚度时，试样的耐蚀性都较差，只有达到这个最佳厚度时，试样的耐蚀性才是最佳的。     

不同电导率溶液中镁合金微弧氧化陶瓷层的生长规律及耐蚀性

利用扫描电镜(SEM)和盐雾腐蚀试验等手段,研究了镁合金在不同电导率溶液中微弧氧化处理生成陶瓷层的生长规律及耐蚀性。结果表明:随溶液电导率的增大,发生微弧氧化现象的起弧电压减小,微弧氧化陶瓷层厚度表现出近似线性增长,陶瓷层表面微孔数目逐渐减少,微孔孔径逐渐增大,陶瓷层内显微缺陷数量逐渐增多;陶瓷层的耐蚀性随电导率的增大表现出先增后减的变化趋势,在溶液电导率为4 (?·m)-1～6 (?·m)-1 时,陶瓷层的耐蚀性较好。     

镁合金微弧氧化膜耐蚀性表征方法的对比研究

制备结构、性能相近的AZ91D镁合金微弧氧化膜,通过浸泡、点滴及电化学实验表征膜层的耐蚀性,并结合SEM分析膜层腐蚀前后的表面形貌。本研究中6种耐蚀性检测方法的结果均表明：AZ91D镁合金经微弧氧化处理后耐蚀性显著提高; 失重与增重现象的共存使浸泡实验不能准确评定微弧氧化膜层耐蚀性的优劣; 点滴实验可以较快较准确地反映膜层的耐蚀性,但采纳点滴液开始变色的时间点为评价依据更合适,且测试耐蚀性较好的膜层时,点滴液中硝酸的含量提高到标准中的至少两倍时,才能达到快速检测的目的; 循环伏安、Tafel 极化、开路电位和电化学阻抗谱4种电化学实验能反映诸如腐蚀电位、腐蚀电流密度、阻抗值等更多的信息,可以进一步研究膜层的耐蚀原因。膜层的耐蚀性除了与膜厚、化学成分有关外,还与微观结构膜层内部和表面的密切相关。     

镁合金AZ91HP表面激光重熔Al2O3涂层的组织及性能

采用等离子喷涂和激光重熔复合工艺在AZ91HP镁合金表面制备了Al2O3陶瓷涂层.结果表明,由于受激光作用区温度场分布、陶瓷材料热物性参数和涂层厚度等因素的综合影响,激光重熔Al2O3涂层呈现出明显的分层结构特征.依据组织结构不同,可将其分为:由α-Al2O3柱状晶构成的表面熔凝区、具有团絮状形貌特征的烧结区以及保持原喷涂态结构特征的残留等离子喷涂层.由于激光重熔陶瓷涂层表面单相α-Al2O3柱状晶的形成,使其硬度及耐磨、耐蚀性均明显优于等离子喷涂Al2O3涂层和原始镁合金.     

微弧氧化对AZ91D镁合金力学性能的影响

利用扫描电镜观察AZ91D镁合金微弧氧化膜形貌,通过静拉伸试验和疲劳试验研究微弧氧化后AZ91D镁合金试件的抗拉强度和疲劳性能,借助体视显微镜和扫描电镜观察疲劳断口形貌。结果表明,微弧氧化陶瓷膜内层致密,具有良好的韧性,并且与基体结合强度高,微弧氧化处理对 AZ91D镁合金的抗拉强度没有影响。微弧氧化处理后,在均值S_m=4.72 kN、幅值S_a=3.15 kN、应力比R=0.2、载荷为等幅谱及频率为10 Hz疲劳试验条件下,AZ91D 镁合金的平均疲劳寿命为54148次循环,与化学氧化处理相当。     

7075铝合金微弧氧化涂层的组织结构与耐蚀耐磨性能

采用微弧氧化技术在7075铝合金表面制备保护性涂层,考察工艺参数对涂层生长过程的影响规律,利用SEM和XRD测试微弧氧化涂层的微观组织,通过中性盐雾实验评价涂层的耐腐蚀性能,通过摩擦磨损实验研究涂层的摩擦磨损特性.结果表明,电流密度和氧化时间是影响微弧氧化涂层质量和厚度的重要参数;γ-Al_2O_3是微弧氧化涂层的主要组成相,基体材料成分和电解液组分都会影响涂层的相组成;涂层厚度以及封孔处理对涂层的耐腐蚀性能具有显著影响,经适当工艺制备和处理的微弧氧化涂层耐中性盐雾实验时间可达2000h以上,耐蚀性优异;微弧氧化处理能够显著提高7075铝合金的耐磨性,与7075铝合金基体和硬质阳极氧化膜相比,微弧氧化涂层的耐磨性分别提高了约400倍和50倍.     

在优化Na2SiO3电解液制备的镁合金陶瓷膜的防护性能

    优化镁合金微弧氧化常用的Na₂SiO₃电解液并制备了白色陶瓷质微弧氧化膜,采用动电位极化曲线和电化学交流阻抗(EIS)等方法研究其防护性能.结果表明,与常用的Na₂SiO₃电解液制备的试样相比,优化的Na₂SiO₃电解液所制备试样的自腐蚀电流降低了3个数量级,并表现出较高的阻抗值;在3.5% NaCl溶液中浸泡发生点蚀的时间从24 h延长到240 h.SEM和XRD分析结果表明,在优化的Na₂SiO₃电解液中制备的AZ91D的陶瓷膜层孔隙减少,孔径也较小,且增加了低溶解度的Mg₅F₂(SiO₄)₂相和起钝化作用的MgAl₂O₄相.     

添加剂C6H12N4对6063铝合金微弧氧化黑色陶瓷膜结构与性能的影响

用硅酸盐-磷酸盐的复合溶液体系对6063铝合金进行微弧氧化,获得颜色均匀的黑色陶瓷膜。研究了添加剂(C₆H₁₂N₄)对膜层的表面形貌、成分、组织结构、黑度、附着力、粗糙度和耐蚀性的影响。结果表明,添加剂使微弧氧化膜层黑度增加,膜层均匀性和附着力显著提高,粗糙度降低,但膜层的相组成不变,均为γ-Al₂O₃和Al₈₆V₁₄。含添加剂的体系获得的微弧氧化膜层在3.5% NaCl溶液中的腐蚀电流密度相比无添加剂的体系获得的黑色膜层有很大程度的降低。     

AZ91D镁合金化学镀Ni-P及Ni-W-P镀层的结构与耐蚀性

在AZ91D镁合金上直接化学镀Ni-P和Ni-W-P镀层,并利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪及电化学工作站研究后续热处理对化学镀层组织形貌、相组成及其耐蚀性的影响。结果表明,制备的Ni-P镀层为非晶态,而Ni-W-P镀层为纳米晶结构,两者在3.5%NaCl水溶液中的耐蚀性相当。热处理可以明显提高Ni-W-P镀层的耐蚀能力,但却稍微弱化Ni-P镀层的耐蚀能力,热处理后的Ni-W-P层自腐蚀电位相对于未处理的化学镀Ni-W-P或Ni-P层提高了约150 mV。