微弧氧化和阳极氧化处理镁合金的耐蚀性对比

通过电化学分析测量镁合金微弧氧化陶瓷层和阳极氧化陶瓷层的交流阻抗图谱，稳态电流／电位曲线，并对得出的交流阻抗值和腐蚀电流进行比较，结果表明，与阳极氧化处理比较，镁合金经营微弧氧化处理后交流阻抗值增大，腐蚀电流降低，微弧氧化陶瓷层特有的微观结构是其耐蚀性显著提高的主要原因。     

电流密度对MB8镁合金微弧氧化膜耐蚀性的影响

微弧氧化处理镁合金是一种有很大潜力的镁合金表面处理方法.采用碱性硅酸盐体系,讨论了电流密度(20,30,40,50 mA/cm2)对MB8镁合金表面微弧氧化膜耐蚀性能的影响,利用扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD)和电化学方法对膜层的表面形貌、相组成及动电位极化曲线进行了分析.结果表明:电流密度越大,膜层的生长速度越快,晶化程度越高,陶瓷层表面致密度下降,孔径增大,腐蚀电流密度先下降后上升,呈现出的熔融状态逐渐明显.因此可推断出膜层的耐蚀性能并不单由膜层的总厚度决定,还取决于膜层的致密程度,随着电流密度的升高呈先增大后减小的趋势.     

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.     

镁合金微弧氧化膜的微观结构及耐蚀性研究

通过自主研究的微弧氧化工艺在AZ9lD镁合金表面获得了表面质量良好的彩色陶瓷质氧化膜。利用EPMA-EDS、XRD等表面分析手段，研究了微弧氧化膜层的截面形貌和相结构，并采用NaCl溶液浸泡试验和中性盐雾试验考察了氧化膜的耐腐蚀性能。结果显示，氧化膜分成内外两层，外层为尖晶石型的Mg、Al的硅氧化合物陶瓷膜，具有坚硬的特点；内层为含少量硅的Mg、Al复合氧化物，与基体结合牢固，结构致密，形成了硬度和韧性的良好组合。氧化膜具有极佳的耐蚀性，性能优于铬酸盐阳极氧化膜。     

极间距对车用AZ31B镁合金MAO涂层微观组织及耐蚀性的影响

目前,关于微弧氧化涂层耐蚀性与极间距间的关系研究还不够深入.为此,在硅酸盐电解液体系中,采用不同的极间距制备汽车用镁合金表面微弧氧化(MAO)层,采用试验测试手段研究极间距对MAO涂层微观组织及耐蚀性的影响.研究结果显示:将极间距设定为250 mm时,涂层表面形成了较平整的结构,获得了更小的微孔尺寸,总体呈现均匀分布特征,缺陷出现显著减少,致密度显著提升.涂层内含有Mg2SiO4、 MgF2、MgO等成分,调整极间距后制得的涂层内的物相成分一致.逐渐增加极间距的过程中,形成了厚度更小的涂层.设定极间距为250 mm时,形成了厚度基本接近的正反面涂层.50 mm极间距下,涂层耐蚀性最差,逐渐增加极间距的过程中,腐蚀电位呈现先正移之后转变为负移的变化趋势,其中,设定250 mm极间距时,涂层腐蚀电位增大.     

镁合金微弧氧化工艺条件对陶瓷膜耐蚀性的影响EI

利用交流阻抗研究了微弧氧化电解液组分及浓度、电流密度、处理时间等对镁合金氧化陶瓷膜于3.5%(质量分数,下同)NaCl溶液中的耐蚀性的影响规律,同时对经不同浸泡时间时氧化陶瓷膜的耐蚀性进行了测试,以探讨氧化膜的耐蚀机理。研究得出:随着硅酸钠、氟化钠、甘油含量的增加以及微弧氧化电流密度的增大和处理时间的延长,微弧氧化陶瓷膜的耐蚀性均呈现出先增强后降低的趋势;经一定的腐蚀时间后,微弧氧化陶瓷膜的多孔层最终遭到破坏,而紧密层对防腐蚀起着至关重要的作用。     

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.     

纳米Al_2O_3掺杂对AM60B镁合金表面微弧氧化膜层结构和耐蚀性的影响

为促进大面积镁合金表面耐蚀性能优良的微弧氧化膜层的工业化生产,在硅酸盐水溶液中掺杂纳米Al_2O_3颗粒对AM60B镁合金进行微弧氧化;采用扫描电镜、X射线衍射仪及盐雾试验分析了掺杂纳米Al_2O_3颗粒对氧化膜层的形成过程、形貌、成分以及耐蚀性的影响。结果表明:掺杂纳米Al_2O_3微弧氧化膜物相组成主要有MgO、MgAl_2O_4、Mg_2Si_2O_4、Al_2O_3,纳米Al_2O_3的掺杂能提高氧化膜的密度,促进薄膜生长,使表面孔隙分布更均匀,尺寸更小;掺杂纳米Al_2O_3氧化膜的耐蚀性较未掺杂氧化膜的大幅提高。     

镁合金微弧氧化膜的耐蚀性及其在腐蚀介质下的磨损行为

在硅酸盐电解液体系中,采用电流密度为40mA/cm2的脉冲电流模式对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理,在其表面获得均匀的陶瓷膜层。随后对膜层的形貌、耐腐蚀性及其在腐蚀介质下的摩擦磨损行为进行了研究;结果表明:微弧氧化膜具有双层结构(疏松层和致密层),表面均匀,局部有裂纹;微弧氧化处理提高了镁合金的耐腐蚀性,经微弧氧化处理后试样的自腐蚀电位升高了94mV;在腐蚀环境下,膜层的耐磨性会降低,膜层磨损的机理随载荷大小不同而改变,小载荷时主要是磨粒磨损,高载荷时主要是结合力破坏而导致的剥层磨损。     

AZ31镁合金微弧氧化陶瓷层表面Mg(OH)2膜层的制备及耐蚀性

采用不同浓度的NaOH溶液对AZ31镁合金微弧氧化(Micro-arc oxidation, MAO)陶瓷层进行水热处理, 研究了水热溶液浓度对MAO陶瓷层组织结构及耐蚀性能的影响, 探讨了水热成膜及膜层的腐蚀机理。研究结果表明：水热处理过程中MAO陶瓷层表面的MgO部分溶解, 释放出的Mg ²⁺与水热溶液中的OH ^-结合形成Mg(OH)₂纳米片沉淀在陶瓷层表面及孔洞内。随着水热溶液中NaOH浓度的增加, 水热处理过程中形成的Mg(OH)₂将MAO陶瓷层表面的孔洞及裂纹等固有缺陷闭合, 提高了膜层的致密性。电化学实验结果表明, MAO及水热复合处理所制备的Mg(OH)₂/MAO复合膜层比单一MAO陶瓷层具有更好的耐蚀性, 而且随着NaOH浓度的提高, Mg(OH)₂/MAO复合膜层的耐蚀性增强; 浸泡实验结果表明Mg(OH)₂/MAO复合膜层能为镁合金基体提供长久的腐蚀防护保护能力。     

镁合金表面铁氧化物涂层的制备及其耐蚀性能

镁合金的耐蚀性差,严重限制了其在生物材料领域的应用。在镁合金表面采用化学还原法和溶剂热法复合制备了铁氧化涂层,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和能谱(EDS)等对样品的结构与组成进行表征,分别采用Tafel测试和磷灰石诱导试验评价了样品的耐蚀性和生物相容性。结果表明:涂层的主要组分为Fe3O4、Fe2O3和FeO;随着乙醇浓度降低和溶剂热时间延长,涂层粗糙度先降低后升高;Tafel测试表明,随着乙醇浓度的增加,涂层的耐蚀性先增高后降低;在乙醇浓度为90%,溶剂热时间4 h时获得的涂层表面无脱落现象,微裂缝数量最小,具有最高的耐腐蚀性能,极化电阻达51 779.2Ω,并具有良好的生物诱导活性。     

Mg-5Gd-1Zn-0.6Zr镁合金微弧氧化膜的结构与腐蚀性能

利用微弧氧化法在Mg-5Gd-1Zn-0.6Zr镁合金表面制备微弧氧化膜,探讨了恒流模式下占空比对微弧氧化膜结构、显微硬度和腐蚀性能的影响。利用XRD分析氧化膜组成,通过SEM观察氧化膜形貌,利用显微硬度计测量膜层硬度,采用电化学法测试氧化膜在模拟体液中的极化曲线。结果表明,镁合金微弧氧化膜主要由MgO和Mg_2SiO_4组成,随着占空比的增大,微弧氧化膜膜厚增加,表面致密程度降低,膜的硬度和耐腐蚀性先升高后降低。占空比为50%的微弧氧化膜硬度最高,耐腐蚀性最佳。     

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.     

镁合金激光重熔后微弧氧化膜的微观组织和耐蚀性能

为了改善WE43镁合金的耐蚀性能,采用激光重熔(LSM)和微弧氧化(MAO)复合工艺对其表面进行了改性。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)研究了WE43镁合金及其激光重熔层、微弧氧化膜层和激光重熔-微弧氧化膜层的微观组织、表面形貌和物相;通过GAMARY-Reference 600电化学工作站研究了其腐蚀行为,重点研究了镁合金激光重熔后微弧氧化膜层的微观组织、成分和耐蚀性能。结果表明:激光重熔使WE43镁合金晶粒细化、网状的β-Mg41Nd5相均匀分布和表面稀土元素Y及Nd增加,有效地改善了其耐蚀性能;微弧氧化膜和激光重熔后的微弧氧化膜层都可以显著提高WE43镁合金的耐蚀性能,但后者优于前者。     

电解液组分浓度对ZK60镁合金微弧氧化膜的影响

采用酸性电解液微弧氧化,对环境有污染.为此,采用环保型的Na2SiO3-NaOH碱性电解液体系对ZK60镁合金进行了微弧氧化,研究了电解液组分浓度对微弧氧化膜耐腐蚀性的影响.结果表明:电解液中NaOH浓度越低,微弧氧化膜层的耐蚀性越好,粗糙度越小,成膜越均匀;随着Na2SiO3浓度增加,微弧氧化膜厚度增加,腐蚀电流变小,耐蚀性提高.