反应时间对硅酸盐体系微弧氧化陶瓷膜的影响

在硅酸盐体系中,利用微弧氧化双脉冲电源在Ti6Al4V合金表面制备了以Ti O2为主晶相的陶瓷膜层。通过XRD,SEM和EDS等技术分析了相组成,表面、截面形貌和元素含量变化的研究。讨论了不同反应时间对微弧氧化陶瓷膜组成、形貌和元素含量的影响。结果表明:在硅酸盐体系中,制备了以Ti O2为主晶相的陶瓷膜层。随反应时间的延长,膜层表面颗粒的数量有所减少,但颗粒和膜层表面的孔洞变大。膜层中Al、Ti和P元素含量逐渐变小,而V元素含量是先增大后减小。     

焙烧气氛对Ti-6Al-4V合金微弧氧化陶瓷膜相组成影响

在铝酸钠体系中,利用微弧氧化脉冲电源在Ti-6Al-4V合金表面制备了以Al2TiO5为主晶相的陶瓷膜层.试样分别在1000℃下空气和氩气2种气氛中进行焙烧,通过XRD,SEM,XRF等技术分析了陶瓷膜层焙烧前后不同层面的相组成、表面形貌和元素含量变化情况.结果表明:在1000℃空气气氛下,Al2TiO5分解较快,完全分解时,陶瓷膜外层α-Al2O3和金红石相二氧化钛相比例为44:55.而在氩气气氛下,Al2TiO5分解较慢,随反应的不断进行,Al2TiO5含量逐渐减少,完全分解时,陶瓷膜外层为α-Al2O3.膜层由表及里Al2O3含量降低并有Ti2O3生成.焙烧前后陶瓷膜层的形貌变化也不相同,氩气中颗粒较空气中的均匀、细化、孔隙小.膜内元素Ti,Al,P,O的含量在反应前后略有变化.     

焙烧气氛对Ti-6Al-4V合金微弧氧化陶瓷膜相组成影响

在铝酸钠体系中，利用微弧氧化脉冲电源在Ti-6Al-4V合金表面制备了以Al2TiO5为主晶相的陶瓷膜层。试样分别在1000℃下空气和氩气2种气氛中进行焙烧，通过XRD，SEM，XRF等技术分析了陶瓷膜层焙烧前后不同层面的相组成、表面形貌和元素含量变化情况。结果表明：在1000℃空气气氛下，Al2TiO5分解较快，完全分解时，陶瓷膜外层α-Al2O3和金红石相二氧化钛相比例为44：55。而在氩气气氛下，Al2TiO5分解较慢，随反应的不断进行，Al2TiO5含量逐渐减少，完全分解时，陶瓷膜外层为α-Al2O3。膜层由表及里Al2O3含量降低并有Ti2O3生成。焙烧前后陶瓷膜层的形貌变化也不相同，氩气中颗粒较空气中的均匀、细化、孔隙小。膜内元素Ti，Al，P，O的含量在反应前后略有变化。     

焙烧对钛合金微弧氧化陶瓷层相组成和表面形貌的影响

在铝酸钠体系中,利用微弧氧化双脉冲电源在Ti-6Al-4V合金表面制备了以Al2TiO5为主晶相的陶瓷层.试样分别在1 000 ℃下空气和氩气气氛中进行焙烧,通过XRD和SEM技术分析了相组成与表面形貌.结果表明,在空气中,焙烧使微弧氧化陶瓷层中的Al2TiO5相分解较快.在氩气中,陶瓷膜外层生成α-Al2O3,膜层从外至内Al2O3含量降低并有Ti2O3生成.氩气焙烧后陶瓷层表面颗粒较焙烧前均匀和细化.     

电极频率对纯钛表面微弧氧化陶瓷膜特性的影响

采用微弧氧化处理技术在纯钛表面制备了含钙磷的多孔生物活性复合陶瓷膜,研究微弧氧化时的电极频率对复合陶瓷膜的形貌、结构、成分和性能的影响。结果表明：在400-800Hz电极频率下,试样表面均形成了“火山口”喷发特征的含钙磷的多孔陶瓷膜层;膜层厚度随电极频率的升高而减少;膜层主要由锐钛矿相TiO2和金红石相TiO2组成,且金红石相TiO2的含量随电极频率的升高而增多,膜层表面在800Hz时出现大量钙磷盐的沉积,同时非晶现象明显;膜层中的Ca/P值随电极频率的升高而降低;膜层与基体的摩擦力临界载荷值随电极频率的升高呈先升后降的变化规律,在600Hz时的临界载荷值最大。     

Ti-6Al-4V微弧氧化陶瓷膜微观结构与组成研究

在NaAlO2，Na3PO4混合电解液中，利用微弧氧化（MAO）技术在Ti-6Al-4V合金表面制备了氧化物陶瓷膜。用扫描电镜（SEM），能量散射谱仪（EDS），X射线光电子能谱仪（XPS）对氧化物陶瓷膜的微观结构与组成进行了分析。结果表明：微弧氧化陶瓷膜表面和界面均呈现多孔结构，表面孔径大小差别较大，界面孔径大小差别较小，氧化膜界面处较规则地平行排列着一些长丘陵状突起；氧化膜疏松层与致密层无明显界限，氧化膜与基底以犬牙交错状结合。EDS分析结果表明，氧化膜表面、界面均由Ti，Al，P，V元素组成，Al元素易在表面富集，P元素易在界面富集。XPS分析结果表明，氧化膜表面、界面存在TiO2，Al2O3，TiAl2O5等相，P元素均以PO4^3-形式存在；氧化膜界面处存在V2O5相，而表面并不存在V元素。     

Na2SiO3—KOH—（NaPO3）6溶液中Ti6Al4V微弧氧化陶瓷膜研究

用非平衡交流微弧氧化法于Na2SiO3-KOH-(NaPO3)6溶液中在Ti6Al4V表面形成氧化物陶瓷膜。分别用扫描电镜、电子探针及X射线衍射研究了陶瓷膜的组织形貌、元素分布和相组成。相对致密均匀的膜层主要由TiO2(钙钛矿相及金红石相)及非晶相组成。厚约20μm的膜可分为3层：过渡层、致密层与疏松层。电解液所含元素Si，P进入到膜层中，表明电解液组元急烈参与微弧氧化反应，这为通过选择电解液来设计膜层的相组成进而对膜层进一步改性提供途径。     

硅酸盐体系中TiAl合金微弧氧化电解液的优化

利用正交试验优化出的6组配方在TiAl合金表面制备出微弧氧化陶瓷膜,用扫描电镜和x射线衍射研究陶瓷膜的组织形貌和相组成.采用极化曲线和热震试验分析了微弧氧化膜层的耐蚀性和抗热震性能.结果表明:采用硅酸盐体系进行微弧氧化,氧化膜表面平整致密,膜层主要组成相为Al2TiO5和Al2SiO5,600℃条件下,氧化膜具有良好的抗热震性.当硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐和氟化钠比例为2:3:2:1时,氧化膜致密度最好,腐蚀速率最小为3.01 x 10-10 A/cm2.     

氧化时间对Ti6Al4V微弧氧化膜结构及耐腐蚀性能的影响

在磷酸盐体系中采用恒压微弧氧化工艺对Ti6Al4V(TC4)合金进行微弧氧化,研究了不同氧化时间对微弧氧化膜层的表面形貌、硬度、粗糙度以及物相生成的影响,并对不同氧化时间的膜层耐腐蚀性能进行了测试。结果表明：随着微弧氧化时间的延长,氧化膜表面微孔径增大,膜层厚度与表面硬度值先增加后又降低,膜层由金红石、锐钛矿及钙磷化合物组成,且主晶相为钙磷化合物,金红石及钙磷化合物含量均随微弧氧化时间的延长而增加;微弧氧化膜层表面Ca/P摩尔比值为1.56,接近人体羟基磷灰石比值,O/Ti原子比值为2.0,膜层表面主要组成为TiO₂;微弧氧化膜层腐蚀电位逐渐减小,腐蚀电流逐渐增大。     

Ti6Al4V微弧氧化TiO2/W复合膜的制备及摩擦学性能

目的提高Ti6Al4V合金的摩擦学性能。方法在硅酸盐-磷酸盐电解液中添加不同浓度的纳米W粉,利用微弧氧化技术在Ti6Al4V基体表面制备出氧化陶瓷膜。利用FE-SEM、EDS和XRD研究了在不同浓度W粉参与下的微弧氧化膜表截面微观形貌、元素分布及膜层相组成。通过旋转摩擦磨损试验评估了膜层的摩擦学性能。结果电解液中加入纳米W粉可以促进膜厚增长,尤其在含0.5～2 g/L纳米W粉时,膜厚呈近似线性增长;但W粉在膜层表面的附着会导致粗糙度的增大。在纳米W粉参与下,微弧氧化膜中除了锐钛矿、金红石和Al_2TiO_5相之外,W含量也随电解液中颗粒含量的增加而提高。在6 g/L纳米W粉复合下,微弧氧化膜的摩擦系数、比磨损率分别减小了约13.33%和3.53%。结论 W粉颗粒以机械啮合附着在氧化膜表面,部分颗粒随熔融氧化物包裹进入膜层并发现熔化迹象。W粉含量为6 g/L时,制备的氧化膜表面质量有所改善,即微孔和裂纹等有所减少,耐磨性较佳,摩擦系数和比磨损率较不含W粉的膜层均有所减小。     

Composition and structure of coatings on Ti-6Al-4V alloy by micro-plasma oxidation in NaAlO2 solution

Compound ceramic coatings on Ti-6Al-4V alloy were prepared for different time by pulsed bi-polar micro-plasma oxidation (MPO) in NaAlO2 solution. The phase composition was studied by XRD. And the electrochemical impedance spectra (EIS) of the coatings were measured to study the structure of the coatings, combined with the surface morphology. Using the proper EIS interpreting software, the "equivalent circuit" of the coatings was established, and meanwhile fitting values of equivalent element were obtained. The results show that the coating is composed of Al2 TiO5, α-Al2O3 and rutile TiO2, of which Al2 TiO5 is the main crystalline. Increasing the MPO time, the contents of Al2TiO5, rutile TiO2 and α-Al2O3 in the surface of the coating increase. And the EIS analysis and the surface morphology of the coatings illustrates the double-layer structure of the coatings, and the outer layer is loosen and the inner layer is compact. With the increase of the oxidizing time, the surface coarse degree of the coatings and the porosity of the outer layer of the coating are increased while the compactness of the inner layer of the coating is improved.     

Compound Ceramic Coatings on Ti-6Al-4V by Micro-Plasma Oxidation in NaAlO2 Solution

MICRO PLASMA OXIDATION(MPO)technique,bywhich compound ceramic coating can be grown in situon Al,Ti,Mg and many other valve-metals,has apromising application prospect in the fields likemilitary,aerospace,textile,automobile,hospital,decoration aspects,and so on tl"3).Although there aretwo much work on the composition and the structure ofthe coatings l4"61,the application of ElectrochemicalImpedance Spectroscopy(EIS)technique on suchcoatings is seldom reported.And EIS is a powerfulan…     

Al2O3对等离子喷涂Cr2O3/TiO2/Al2O3/SiO2复合陶瓷涂层性能影响研究

目的研究Al_2O_3添加量对Cr_2O_3/TiO_2/Al_2O_3/SiO_2四元复合陶瓷涂层性能的影响。方法采用等离子喷涂技术在油气管道X80管线钢基体表面制备出具有不同Al_2O_3含量的四元复合陶瓷涂层。另外,为探究基体温度对涂层性能的影响,所有涂层均在等离子喷枪预热及室温的两种基体上制备。所制涂层的气孔率、硬度、结合力及电化学腐蚀性能分别采用煮沸称重法、维氏硬度计、划痕仪、电化学工作站进行检测,并用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)分析不同Al_2O_3含量涂层的物相组成和形貌特征,研究Al_2O_3含量对涂层各性能的影响。结果随着Al_2O_3含量的增加,Cr_2O_3/TiO_2/Al_2O_3/SiO_2四元复合陶瓷涂层的气孔率呈现先降低后增加的趋势,相对应的四元复合陶瓷涂层的结合力、维氏硬度则先增加后降低。当Al_2O_3质量分数为60%时,四元复合陶瓷涂层的性能最优,气孔率为3.6%,硬度为824.6HV,结合力为53.8N。电化学腐蚀测试表明,Al_2O_3能增强涂层的耐腐蚀性能,Al_2O_3质量分数为60%时,涂层自腐蚀电位最高,为-0.28 V。另外,在基体预热和不预热条件下,所制涂层性能随Al_2O_3含量的变化一致,但是基体预热比不预热更有利于涂层性能的提高。结论 Al_2O_3的添加不仅能够有效降低涂层Cr含量,还能显著提升四元复合陶瓷涂层的各项性能,特别是耐腐蚀性。此外,等离子喷涂前对基体进行预热,有利于涂层性能提高。     

Na2SiO3系溶液中Ti6A14V微弧氧化陶瓷膜的结构与力学性能

采用交流微弧氧化法于Na2SiO3-KOH-（NaPO3)6-NaAlO2溶液中在Ti6A14V表面形成了氧化物陶瓷膜。用扫描电镜和X射线衍射研究了陶瓷膜的组织形貌和相组成，用Nano IndenterXP系统研究膜层的力学特性。结果表明：氧化膜分为3层，即过渡层、致密层与疏松层。膜层主要由金红石相TiO2及少量锐钛矿相TiO2组成。膜层中致密层与基底的弹性回复分别为40.5%和14.9%，硬度分别为8.54GPa和5.5GPa，弹性模量分别为87.4GPa和150GPa，膜层表现出明显的陶瓷特征。     

激光重熔工艺对热喷涂陶瓷层微观结构的影响

研究了在１Ｃｒ１８ＮｉｏＴｉ基体上热喷涂Ａｌ２Ｏ３－１３％ＴｉＯ２陶瓷层，进行激光重熔对陶瓷微观结构的影响。激光重熔陶瓷层中，主要组成相为ａ－ＡＩ２Ｏ３及ＡＩ２ＴｉＯ５，在条件合适时，在ａ－ＡＩ２Ｏ３中还有一种超结构，即有序相析出；有序相的存在可阻碍表面裂纹的产生；激光重熔陶瓷层中，扫描速度增加，表面裂纹的宽度增加；激光输出功率增加，表面裂纹的宽度亦增加。     

纳米添加剂对6063铝合金微弧氧化层组织与性能的影响

采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计、摩擦磨损试验机等手段研究了纳米添加剂对6063铝合金微弧氧化陶瓷涂层的相组成、微观结构、显微硬度、耐磨损等性能的影响。结果表明:TiO2或Al2O3纳米粉末的添加都使得微弧氧化陶瓷涂层的表面更加致密,使得涂层的显微硬度有明显提高。另外,因为金红石型TiO2与α-Al2O3的性能有所不同,导致添加Al2O3纳米添加剂时涂层的耐磨性能明显提高,而添加TiO2纳米添加剂时涂层的耐磨性能反而有所降低。     

AZ91D镁合金等离子喷涂Ni-Al/陶瓷涂层的组织和性能

以Ni-Al为粘结层,在AZ91D镁合金基体上等离子喷涂Ni-Al/Al2O3、Ni-Al/Al2O3-13%TiO2(Ni-Al/AT13)、Ni-Al/Al2O3-20%TiO2(Ni-Al/AT20)复合涂层及Ni-Al/Al2O3/Al2O3-13%TiO2/Al2O3-20%TiO2(Ni-Al/Al2O3/AT13/AT20)梯度涂层,利用SEM、EDS和XRD分析涂层的微观组织特征,通过硬度、拉伸和热震实验研究涂层硬度、结合强度和抗热震性能,并与直接喷涂Al2O3、AT20的涂层进行比较。结果表明:Ni-Al粘结层因"自粘结"效应与基体形成较为致密并具有冶金结合的界面,且与Al2O3、AT13和AT20陶瓷层互有渗透、交叉和啮合,涂层致密性及结合力大为提高,表现出优良的抗热震性能。Al2O3涂层主要由亚稳态γ-Al2O3组成,AT20涂层以Al2O3和Al2TiO5为主。镁合金表面喷涂Al2O3陶瓷层后硬度大幅提高,由于加入TiO2,AT13和AT20涂层的硬度略低于Al2O3涂层的。Ni-Al/Al2O3-TiO2复合陶瓷的涂层结合强度高于Ni-Al/Al2O3单一陶瓷涂层的,而Ni-Al/Al2O3/AT13/AT20梯度涂层的结合强度比Ni-Al/AT20涂层的更高。     

TC4 合金微弧氧化层的耐磨性和耐蚀性

目的对比不同电解液体系中制备的陶瓷膜层的耐磨损和耐腐蚀性能,判断实验条件下陶瓷膜性能最优的电解液体系。方法在相同的电参数工艺下,分别在Na Al O2,(Na PO3)6和Na2Si O3电解液体系中对TC4合金进行微弧氧化处理,处理时间为15 min。分析陶瓷层的表面形貌、成分和相结构。进行干摩擦条件下的摩擦磨损实验,对比TC4合金及三种陶瓷膜的耐磨性。通过测试极化曲线,对比TC4合金及三种陶瓷膜的耐蚀性。结果在Na Al O2,(Na PO3)6,Na2Si O3电解液体系中获得的陶瓷层表面呈现出多孔和局部凸起的相似表面特征,但相组成存在差异,主要相分别为Al2Ti O5,Al PO4和Ti O2。摩擦磨损实验表明,在10 N载荷下,以Si3N4陶瓷球作为摩擦配副,陶瓷层的磨损失重相对基材均显著减小,其中(Na PO3)6-陶瓷层失重约为基材的1/22。极化曲线分析表明,在模拟油田采出液作为腐蚀液的条件下,与TC4合金相比,陶瓷层的Ecorr显著正移,Jcorr明显减小,其中(Na PO3)6-陶瓷层的Ecorr从-0.311 V正移至0.777 V,Jcorr从9.634×10-7A/cm2减小到2.595×10-8A/cm2。结论微弧氧化处理能够显著改善TC4合金的耐磨性和耐蚀性,其中(Na PO3)6-陶瓷层的综合性能较好,有望满足TC4合金服役于油田环境时的要求。     

金属热还原法制备V-Ti-Fe中间合金(英文)

采用金属热还原热法制备V-Ti-Fe中间合金,考察V2O5与TiO2的加入比例、用铝量和Al-Mg合金用量对金属回收率和合金成分的影响。结果表明:最佳工艺参数为原料中V2O5和TiO2的质量比为0.5:1,实际用铝量为理论值的95%,Al-Mg合金用量为铝量的1/3。能谱分析结果表明,合金中的V和Fe元素分布比较均匀,Ti则存在一定偏析。为降低合金中Al和O的杂质含量,进行喷吹造渣精炼。精炼后,合金中的铝含量由4.27%降为1.86%,氧含量由2.10%降为0.91%。