镁合金的阳极氧化研究

阳极氧化是镁合金表面改性的有效方法.基于经典的阳极氧化工艺,目前的研究取得了长足的进步,主要表现在电解质溶液成分的改进、电参数的研究、成膜机理、膜层成分和结构的研究,以及后处理等.本文对其进行了详细的综述,同时指出了发展趋向.     

电解质对镁合金阳极氧化膜性能影响的研究进展

综述了电解质对氧化膜性能影响，为设计、选用阳极氧化工艺提供参考。随着人类环保意识的增强，未来镁合金阳极氧化电解质研究重点在于开发更多、对环境和人类友好且能较大提高氧化膜耐蚀性的物质。     

恒压阳极氧化对镁合金氧化膜的影响

    研究了恒压条件下,电压对阳极氧化膜性能的影响.结果表明:恒压10V的阳极氧化,阳极表面没有电火花的产生,类似于普通的阳极氧化;而恒压15、20、25 V的阳极氧化,阳极表面有电火花产生,是微火花放电阶段;恒压10、15、20、25 V制得的阳极氧化膜主要成分是MgO,同时含有Al₂O₃以及Na4(AlSiO₄)₃(OH)、Al₂SiO₅、SiO₂等;从10 V到20 V,随着电压的提高,试样耐蚀性提高;25 V时电火花的强度较大,放电气孔平均孔径较大,降低了有效厚度,耐蚀性下降.     

有机添加剂对镁合金阳极氧化膜性能的影响

镁合金作为一种轻质工程材料,具有密度低、比强度和比刚度高、减震性好、导电导热性好、磁屏蔽性能优良等特点,在航空、汽车、通讯和光学领域具有很大的应用前景[1～3].但是镁的化学性质活泼,即使在室温下也会发生氧化腐蚀[4,5],阻碍其在工业     

电解质对镁合金阳极氧化膜性能影响的研究进展

综述了电解质对氧化膜性能影响,为设计、选用阳极氧化工艺提供参考.随着人类环保意识的增强,未来镁合金阳极氧化电解质研究重点在于开发更多、对环境和人类友好且能较大提高氧化膜耐蚀性的物质.     

葡萄糖对镁合金阳极氧化膜性能的影响

研究由NaOH、Na2SiO3、Na2B4O7组成的电解液体系中不同葡萄糖浓度对AZ31B镁合金阳极氧化膜性能的影响。通过电压—时间曲线、Cass盐雾试验、SEM、EDS、XRD、EIS和动电位极化曲线等考察阳极氧化膜的性能和表面形貌。结果表明:葡萄糖可以有效地抑制火花放电,使氧化膜致密,微孔分布均匀及孔径变小;与未添加葡萄糖所形成的氧化膜相比,添加葡萄糖所形成的氧化膜的自腐蚀电位正移,自腐蚀电流密度降低;当葡萄糖浓度为10 g/L时所制备氧化膜的耐蚀性能最优,其自腐蚀电位和自腐蚀电流密度分别为-1.265 V和1.55×10-8 A/cm2。     

电参数对镁合金阳极氧化膜性能影响的研究进展

阳极氧化是提高镁合金耐蚀性的一种有效方法,选择的电参数对氧化膜性能影响很大。介绍了电参数如频率、占空比、电流密度、终电压等的概念,推导了占空比与电流密度的关系,并综述了电参数对阳极氧化膜性能影响的研究进展。随着电子技术在氧化电源上的广泛应用,氧化设备的发展趋势为更加智能化以及频率越来越高。     

镁合金环保型阳极氧化工艺研究

通过环保型阳极氧化工艺在MB2镁合金表面获得了表面质量良好的银灰色氧化膜层,用金相显微硬度计、扫描电镜和X射线衍射等表面分析手段,研究了氧化膜层的显微硬度、截面形貌和相结构,并采用动电位扫描的电化学方法考察了氧化膜的耐腐蚀性能.结果表明：氧化膜层的主要成分为MgO、MgAl2O4、Al2O3;膜层具有多孔结构,孔径较为均匀,分为内外两层,外层为疏松层,内层为与基体结合牢固的致密层;阳极氧化电流密度和电解液中铝盐浓度是影响阳极氧化膜层性能的主要因素;所得膜层的显微硬度值高达558.4 HV,同时其耐蚀性能也远优于传统含铬DOW17工艺所成的防护膜,且所用电解液无铬无磷更为环保经济.     

脉冲频率对镁合金阳极氧化膜耐腐蚀性的影响

研究了脉冲频率对阳极氧化膜耐蚀性的影响.采用扫描电镜(SEM)观察阳极氧化膜的微观形貌和厚度变化,采用动电位极化曲线测量方法和中性盐雾试验评价了氧化膜耐腐蚀性.结果表明,阳极氧化膜厚度随脉冲频率增大而增加,在1 300 Hz以下时耐蚀性随频率增大而增加,1 000 Hz时耐蚀性最好,当频率达到1 300 Hz时氧化膜裂纹增多,耐蚀性下降.     

镁合金阳极氧化的研究进展与展望

回顾镁合金阳极氧化历史，介绍制备工艺、电解液组成及作用，同时对镁合金阳极氧化机理进行探讨。随着人类环保意识的增强，世界能源的紧缺和氧化设备的不断更新，认为电参数如频率、占空比、电压和电流密度对氧化膜性能的影响、阳极氧化电流效率的测定、氧化膜扩散规律的研究和环保型电解液的开发为未来镁合金阳极氧化研究的重点。     

镁合金微弧氧化过程中不同电压下获得膜层的性能研究

采用扫描电镜、电化学阻抗方法,研究了镁合金AZ91D微弧氧化过程中不同电压下获得氧化膜的性能.结果表明,随着氧化电压的升高,可以获得三种不同性能的氧化膜:钝化膜、微火花氧化膜和弧光氧化膜.钝化膜很薄,厚度不足1μm,膜层的阻抗随着氧化电压升高略有增加,仍属于钝化膜性质;微火花放电后期得到的膜层较厚,厚度可达30μm,表面均匀、结构致密,具有最高的阻抗,可以达到8×107Ω;弧光放电阶段氧化膜最厚,但结构疏松、易碎,阻抗逐渐降低至1×107Ω.结果还指出,硅酸盐体系中微火花放电阶段后期形成的膜层具有最佳的性能;而且膜层的阻抗主要由氧化膜的有效厚度决定,与总厚度关系不大.     

脉冲方波对镁合金AZ91 D阳极氧化的影响

自制DSP控制的开关电源系统,实现了方波、交变方波、双极性方波和直流四种模式,并应用于AZ91D镁合金的阳极氧化.采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、极化曲线和电化学阻抗谱研究了氧化膜的形貌、成分和腐蚀性能,初步探明脉冲电源的占空比,频率和电压等参数对阳极氧化过程和氧化膜耐蚀性能的影响.     

ENVIRONMENTAL FRIENDLY ANODIZING ON AZ91D MAGNESIUM ALLOYS AND COATING CHARACTERISTICS

An environmental fn‘endly anodizing treatment (Anomag) from a phosphate-based solution without heavy metals on AZ91D magnesium alloy was studied. The characteristics of the coatings, such as structure, composition and corrosion resistance were investigated. The effects of this anodizing treatment on the mechanical properties were examined. X-ray diffraction (XRD) analysis revealed that the structure of the coatings is amorphous or glass. In salt spray tests coatings with an average thickness of 10μm had an anticorrosive performance of over 1000 hours. Fatigue tests revealed that anodizing onto AZ91D magnesium aUoy does not affect the fatigue strength. These results demonstrate the utility of this anodizing treatment on magnesium alloy for application as a structural material, such as in the automotive field.     

熔剂中添加LaCl3对Mg合金显微组织与性能的影响

测试分析了含有不同量LaCl3的熔剂对Mg合金的力学性能、组织、断口形貌以及腐蚀行为的影响．结果表明，LaCl3以熔剂形式加入Mg合金中，合金内会形成粒状细小的Al10La2Mn7稀土相，该稀土相起到γ相形核核心的作用，使γ相得到细化．LaCl3可以提高合金的抗拉强度σb和延伸率δ当熔剂中含有5％的LaCl3时，σb和δ分别从161MPa和2．1％上升到最大值203MPa和4．2％．分别提高了26％和100％．之后，随着LaCl3加入量的进一步提高，在精炼过程中会造成熔剂结团，并增加Mg熔体内的夹杂，合金的力学性能反而下降．LaCl3不改变Mg合金的断裂机理，断口形貌仍为准解理断裂．研究还表明，含5％LaCl3的熔剂能明显改善Mg合金的耐蚀性，在5％Nacl溶液中腐蚀速率从1.10mg／(cm^2-d)下降到0．17mg／(cm^3-d)，降低了84％．     

Sn对镁合金显微组织和力学性能的影响

研究了Ｓｎ对镁合金显微组织和力学性能的影响。研究结果表明,纯镁中加入Ｓｎ后能使纯镁铸锭中粗大的柱状晶转化为均匀的等轴晶,并有效地细化晶粒,同时在显微组织中形成具有立方Ｃ１结构的Ｍｇ２Ｓｎ颗粒相。由于Ｍｇ２Ｓｎ颗粒相显微硬度和熔点高,热稳定性好,因而对基体具有有效的弥散强化作用,提高了ＭｇＳｎ二元合金的室温及高温强度。在Ｍｇ９Ａｌ０．８Ｚｎ基合金中加入少量的Ｓｎ便能有效地提高合金的耐热性,而加入过多的Ｓｎ反而会导致合金高温强度下降。     

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.     

合金化元素Zn对GW系镁合金组织和力学性能的影响

通过OM、XRD、SEM等分析方法及托伸实验研究了合金化元素Zn对GW系镁合金铸造组织和力学性能的影响.研究结果表明:加入合金化元素Zn后,合金组织发生较大变化,形成雪花状的δ-Mg枝晶,第二相由骨骼状变为相互连结的网状;而且在固溶处理以及时效处理过程中,二者形貌没有变化.实验合金GWZ721热处理后室温的抗拉强度达到250 MPa,屈服强度达到235 MPa,延伸率达到6.2%,显著优于实验合金GW72.热处理后的高温瞬时抗拉强度和屈服强度随着温度的升高均略有下降,延伸率有所上升.在200,250和300 ℃时,实验合金的抗拉强度仍分别保持为225,220和205 MPa.     

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。     

硼酸钠浓度对镁合金阳极化的影响

采用电压-时间曲线、全浸腐蚀实验、极化曲线法、X射线衍射法（XRD）、扫描电镜（SEM）、能量色散谱仪（EDS）和X射线光电子能谱法（XPS）等方法研究了AZ91D镁合金在含不同浓度四硼酸钠的阳极化溶液中的阳极氧化行为和膜层的成分、结构.结果表明：在文中给定工艺中,AZ91D镁合金的阳极化过程可分为3个阶段：电火花出现之前的致密层生成阶段;少量小电火花出现的多孔层生成阶段;出现较大电火花的多孔膜层稳定生长阶段.阳极氧化过程中,随着阳极氧化溶液Na2B4O7浓度的升高,出现电火花的时间延长,出现电火花时的电压值升高;膜层厚度增加,膜层上的孔径增大.阳极化膜层中主要含有Mg^2＋、O^2-、Si^4＋和B^3＋,主要相结构为MgO、MgSiO3和Mg3B2O6.四硼酸钠浓度对阳极化膜的耐蚀性影响较大,当四硼酸钠浓度为160 g/L时,膜层耐蚀性能最好.     

Ti离子注入对Al阳极氧化膜层阻抗性质的影响

对L3纯Al进行了Ti离子注入与阳极氧化,用X射线光电子能谱仪（XPS）分析了阳极氧化膜层的表面成分,利用电化学阻抗谱（EIS）研究了阳极氧化膜的腐蚀行为,结果表明,Ti离子以TiO2的形式存在于Al阳极氧化膜层中,Ti离子的注入并不影响Al阳极氧化膜的非晶结构,Ti离子注入可以使Al阳极氧化膜在酸性和碱性的NaCl溶液中的阻抗参数R明显提高,参数C降低。