Al-Si合金Al2O3-ZrO2微弧氧化涂层生长机理研究

为了解决Al2O3微弧氧化层不能满足Al-Si合金使用要求的问题,采用微弧氧化法在Al-Si合金表面制备了Al2O3-ZrO2复合膜层,通过SEM、XRD分析测试手段研究膜层的微观表面形貌、组织结构和相组成.结果显示:微弧氧化初期,陶瓷层生长速率较快且反应速率稳定,反应后期陶瓷层生长速率减缓;陶瓷层微观表面形貌比较均匀,有部分放电微孔和裂纹;陶瓷层与金属基体呈犬牙状交错结合;陶瓷层的主要相组成是t-ZrO2、α?Al2O3、m-ZrO2、γ?Al2O3,其中t-ZrO2为膜层主晶相.并根据实验结果研究了微弧氧化涂层的生长机理.     

LF6铝合金微弧氧化研究

研究LF6铝合金在不同电解质溶液中微弧氧化陶瓷层的形貌及性能,分析微弧氧化陶瓷层性能与溶液浓度和处理时间的关系.实验结果表明LF6铝合金经微弧氧化处理后,在表面生成一层陶瓷层,陶瓷层由致密层和疏松层组成;陶瓷层的厚度随着时间和溶液浓度的增加而增加,陶瓷层厚度最大达到41.4μm;随着时间和溶液浓度的增加,陶瓷层的绝缘电阻增加,绝缘电阻最大可达到3 MΩ;处理时间越长,溶液浓度越大,表面形貌越粗糙,表面粗糙度最大达到5.2μm.     

Na2WO4对铝合金表面微弧氧化陶瓷层性能的影响

在稳定的H3BO3-KOH体系电解液中，研究了0～6 g/L添加剂Na2WO4对LY12铝合金表面微弧氧化反应过程以及陶瓷层性能的影响。利用槽压时间函数表征微弧氧化过程，通过X射线衍射和扫描电镜等测试手段分析陶瓷层显微结构和相组成。结果表明，只有添加了Na2WO4，微弧氧化反应才能进行；Na2WO4参与了铝表面微弧氧化反应，反应后陶瓷层的最终相组成为α-Al2O3和γ-Al2O3，并有少量钨沉积；随着Na2WO4质量浓度的提高，陶瓷层的厚度和陶瓷层中α-Al2O3的质量分数均下降，使陶瓷层的硬度和耐磨性能略有下降，但仍达到实际应用的要求。     

微弧氧化时间及添加剂浓度对TC4合金微弧氧化膜的影响

采用微弧氧化技术在TC4合金表面制备陶瓷氧化膜,用扫描电镜(SEM)及X射线衍射仪(XRD)研究微弧氧化时间和添加剂浓度对膜层表面形貌及其指标和物相组成的影响。结果表明,当微弧氧化时间由10min增加至40min时,膜层表面的粗糙度增加,其厚度由8. 6μm增加至14. 3μm,表面孔密度减小,膜层中金红石相的含量增加。随着添加剂浓度由3g/L增加至7. 5g/L,膜层的平整度及其厚度呈现明显的下降趋势,而孔隙率和表面孔密度两个指标则呈现增加趋势,这种影响在膜层的物相变化中并不明显。     

铝合金磷酸盐体系微弧氧化技术研究进展

铝合金具有密度低、强度高、塑性好等优点,在航空航天、机械电子、车辆船舶等领域有着广泛的应用前景,但铝合金表面硬度低、耐蚀性较差,这限制了其更广泛的应用。采用磷酸盐电解液体系对铝合金表面进行微弧氧化处理生成氧化膜层,能够有效提高铝合金表面硬度、耐蚀性等性能,是近年来热门的表面处理技术。本文概述铝合金微弧氧化研究历程以及微弧氧化的机制,总结六偏磷酸钠、磷酸二氢钠等单一磷酸盐及其复合体系下铝合金微弧氧化在表面形貌、相组成、硬度厚度、耐蚀性方面的特点,指出目前磷酸盐体系下铝合金微弧氧化中存在一些问题,如因各牌号铝合金中Si、Zn、Mn等元素含量不同而导致的电解液作用机理不同、大型铝合金件局部区域微弧氧化处理困难从而导致处理后得到的微弧氧化膜层不均匀、铝合金微弧氧化膜层在一定厚度范围内会降低基体膜层的抗疲劳性等。今后的研究还需要在磷酸盐电解液体系中各组分的作用、电解液与基体铝合金作用的机理、基体铝合金各元素对微弧氧化过程的影响等方面继续探索。     

Al-Si合金Al2O3-ZrO2微弧氧化层生长及性能测试

针对单一Al2O3微弧氧化层不能满足基体Al-Si合金使用要求的问题,采用微弧氧化法在Al-Si合金表面制备了Al2O3-ZrO2复合陶瓷层,研究了涂层的组成、结构及生长过程;测试了涂层的隔热温度.研究结果表明：在Al-Si合金试样表面微弧氧化30 min后,涂层的表面形成＂火山喷射状＂组织形貌,截面由疏松层、致密层、过渡层组成;涂层由-αAl2O3,γ-Al2O3,m-ZrO2和t-ZrO2组成,t-ZrO2为涂层的主晶相,膜层的生长分为匀速生长阶段和缓慢生长阶段;膜层隔热温度可达30℃.     

脉冲频率对钛合金微弧氧化膜层性能的影响

利用微弧氧化设备对钛合金进行表面改性,研究了不同脉冲频率下陶瓷膜层的相组成、表面形貌、耐腐蚀性及Ca、P比。结果表明,当脉冲频率发生变化时,微弧氧化后的膜层表面形貌会发生变化;而脉冲频率的增加,会使陶瓷膜相组成发生改变,锐钛矿型TiO2相对含量先增后减;当脉冲频率为650Hz时,膜层中Ca、P比为1.70,最接近羟基磷灰石的Ca、P比,此时陶瓷膜层的耐腐蚀性能也为最好。     

石墨烯对镁合金微弧氧化层结构和耐蚀性影响

利用微弧氧化工艺,并通过在硅酸盐系电解液中添加氧化石墨烯,在AZ31镁合金表面制备一层含碳的微弧氧化陶瓷层。运用扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)等测试方法研究了涂层的表面形貌、厚度等。结果表明:加入氧化石墨烯后陶瓷层致密平整,膜层缺陷得到有效改善,含碳陶瓷层厚度为4～5μm,与基体结合良好。电化学测试结果表明,加入氧化石墨烯后能有效提高AZ31镁合金的耐腐蚀性能。     

钛合金微弧氧化陶瓷层的结构研究

利用微弧氧化技术,采用甘油磷酸钙和乙酸钙混合电解液体系,在Ti6Al4V钛合金表面制备了陶瓷涂层,对涂层的结构、形貌及表面特性进行了综合研究．结果表明,Ti6Al4V钛合金表面微孤氧化层为富含Ca,P元素的粗糙多孔结构．随电压的升高,表面微孔尺寸和深度增加,表面粗糙度增大．微弧氧化层主要由金红石型TiO2和锐钛矿型TiO2构成,Ca,P则以无定形态钙磷酸盐和少量羟基磷灰石2种物相形式存在．随电压升高,金红石和羟基磷灰石含量增加,锐钛矿减少．微弧氧化后Ti6Al4V钛合金表面的显微硬度提高,最大可提高近2．4倍．     

铝合金表面油胺/微弧氧化复合膜层的耐磨性

为提高铝合金表面耐磨性能,采用微弧氧化(MAO)技术在硅酸盐电解液中对2024铝合金进行表面处理,制备微弧氧化陶瓷层;然后通过浸泡法在陶瓷层表面覆盖一层油性涂层,形成复合膜层,以期提高铝合金表面耐磨性能。利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别观察复合膜层的表面形貌及物相组成;利用原子力显微镜AFM测试复合膜层的表面粗糙度;利用摩擦磨损试验仪分析复合膜层的摩擦系数。在SEM的观察下复合膜层比微弧氧化陶瓷层更为平整。另外,AFM的结果显示复合膜层的表面粗糙度比微弧氧化陶瓷层降低了73%左右;摩擦磨损检测显示复合膜层的摩擦系数在0.1左右,波动幅度较小,而微弧氧化陶瓷层和铝合金的摩擦系数达0.4左右,波动幅度较大。     

SiC纳米颗粒对6060型铝合金微弧氧化膜组织结构及耐蚀性能的影响

为提高铝合金表面微弧氧化膜的耐蚀性,通过向电解液中添加SiC纳米颗粒的方式,成功获得了含有SiC纳米颗粒的复合微弧氧化膜层。采用D-MAXIIA型X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)和金相定量分析光学显微镜分别对陶瓷膜的相组成、微观组织结构及膜层厚度进行了检测分析;采用AutoLAB-PGSTAT302型电化学工作站对制备的微弧氧化膜进行极化曲线和交流阻抗谱的测定。结果表明:SiC颗粒在复合微弧氧化膜层中的含量随着氧化时间的增加而逐渐增加;添加SiC纳米颗粒后微弧氧化膜的厚度没有明显变化;与未添加SiC纳米颗粒的微弧氧化膜层相比,其耐蚀性明显提高。     

电解液对镁合金微弧氧化层耐蚀性的影响

为了提高镁合金基体的耐蚀性,采用微弧氧化法在镁合金表面制备了MgO-ZrO2复合陶瓷层,利用XRD和SEM研究了膜层的相组成、结构及生长过程,并用LK98C电化学综合系统测试了其耐蚀性.实验结果表明：三种电解液中,K2ZrF6-KOH耐蚀性能较好;在交流阻抗测试结果中,镁基体出现了点蚀;K2ZrF6为8g/L,KOH为3.2g/L时,电荷转移电阻较高,达到4.058×105Ω.     

钛合金微弧氧化抗高温氧化研究现状

钛合金因具备高强度、耐蚀性及比强度高等特点被广泛应用于军用及民用等各个领域。但是,其在高温环境使用时会发生高温氧化反应,导致其性能降低,限制了它的使用。微弧氧化（MAO）技术可使钛合金表面原位生长一层致密的氧化膜,膜层与金属基体结合能力强,拥有一定的耐磨、耐蚀及抗高温等特性,且其工艺流程简单高效、成本低而环保,可明显提高钛合金的抗氧化性,延长其在高温条件下的服役时间。综述了MAO技术在钛合金抗高温氧化领域的研究现状,总结了反应参数、电解液、微弧氧化反应时间及电源模式等条件对微弧氧化陶瓷膜层结构和抗高温氧化性能的影响。     

氧化时间对钛合金微弧氧化膜层的影响

为增强钛合金的生物活性,选用磷酸盐为电解液的主配方,对钛合金进行微弧氧化表面处理,研究氧化时间对微弧氧化膜层的影响,其中包括氧化过程中电解液中钛离子浓度的变化,并借助XRD,SEM等手段对膜层进行物相及表面形貌的分析。结果表明:在微弧氧化过程中,钛合金基体中的钛离子溶解到电解液中;随着氧化时间的增加,电解液中的钛离子浓度也随之增加,氧化膜层为金红石和锐钛矿的混合晶相;但随着氧化时间的增加,氧化膜层中的金红石型晶相逐渐减少直至消失,表面形貌出现孔径不均匀,粗糙度变大等现象。     

表面预制微槽对铸铝合金微弧氧化陶瓷膜结构和性能的影响

为了探索表面预制微槽对铸铝合金微弧氧化陶瓷膜微观结构及性能的影响,在ZL108铝合金表面制备微弧氧化膜层,采用扫描电镜、X射线衍射仪、数字显微硬度计、多功能表面性能测试仪、电化学工作站等对膜层形貌及性能进行测试。结果表明:相比光滑试样形成的氧化膜层,微槽试样表面形成的膜层较厚、结合力较大,但由于微槽位置放电集中,能量过高,导致膜层多孔疏松,使硬度和耐蚀性降低;虽然表面微槽使得膜层质量略有下降,但其能提高微弧氧化放电能量,增加成膜速率。     

铝合金不合格微弧氧化膜的退镀工艺

对铝合金表面进行微弧氧化的过程中,有时需要对膜层质量不符合要求的工件进行退镀处理。探索了在Na_2SiO_3和NaH_2PO_4系电解液中对铝合金上所制备的微弧氧化膜进行退镀,找出了适合退镀的工艺参数,并用金相显微镜对退镀后基体的微观形貌进行观察。实验结果表明,退镀液大体可采用酸性退镀液和碱性退镀液,进行退镀后的基体表面在宏观尺度上平整光滑,光亮度均匀,但微观尺度上有一定的粗糙度。     

镁合金表面处理技术现状和发展趋势

多种表面处理技术应用于镁合金的防护上,以便改善镁合金的性能,扩大镁合金的应用领域,提高镁合金材料的使用寿命.论述了镁合金表面处理技术,包括化学氧化、阳极氧化、金属涂层、有机物涂层等研究和应用的现状;着重阐述了微弧氧化技术具有膜层与基体结合强度高、硬度高、耐磨性好、抗腐蚀能力强、热稳定性好等优点;概述了微弧氧化技术国内外研究与应用现状,并提出微弧氧化技术是镁合金表面处理的重点.     

Ni-ZrO2纳米复合镀层研究进展

综述了Ni-ZrO2纳米复合镀层的研究现状,重点阐述镀层的沉积机理.从镀层的组织结构出发,探讨其特殊的硬度、耐磨性、抗疲劳性、抗高温氧化性及耐蚀性,以及影响镀层沉积的主要工艺参数,分析了Ni-ZrO2纳米梯度复合镀层.分析认为,Ni-ZrO2纳米复合镀层的研究尚存在较大的发展空间,应进一步优化镀层的综合性能,拓展其在工程领域中的应用.