直流偏压对铝合金表面高功率脉冲磁控溅射沉积钒薄膜耐蚀性的影响

采用高功率脉冲磁控溅射(HPPMS)法,在工业纯铝基体上生长得到V薄膜,研究不同直流偏压对薄膜相结构、形貌及不同温度处理对耐蚀性的影响。结果表明,薄膜相结构为单一的V(111)相。薄膜表面光滑、平整,且随偏压的增大,薄膜表面粗糙度先减小后增大,最小仅为0.488nm。薄膜沉积过程中离子吸引效应和溅射效应的竞争导致薄膜沉积速率随着偏压的增大先减小后增大。20℃时镀V薄膜样品在偏压为-100V时耐蚀性最佳,其腐蚀电位比基体提高了0.425V,腐蚀电流下降了2个数量级以上。镀V薄膜样品经过200和300℃加热处理后,其耐蚀性提高,但是与基体相比,经200℃处理后的镀V薄膜样品腐蚀电流最大降低了1个数量级,而经300℃处理后的镀V薄膜样品耐蚀性与基体相比提高并不明显。     

304不锈钢表面直流磁控溅射钛膜的耐蚀性

采用直流磁控溅射的方法在304不锈钢表面上制备金属钛薄膜,溅射5min后,通过扫描电镜(SEM)观察薄膜厚度为15μm。对比研究了304不锈钢镀膜前和镀膜后在FeCl3溶液中的腐蚀速率,通过显微镜观察两者在腐蚀之后的组织形貌,结果表明,通过在表面制备金属膜的方法(镀膜时间至少5min)可以有效提高304不锈钢在氯离子环境下的耐腐蚀性能。     

磁控溅射镀钛提高 AZ31 镁合金耐磨耐蚀性能的研究

目的提高AZ31镁合金的耐磨及耐腐蚀性能。方法采用磁控溅射技术对镁合金进行表面镀钛处理,用扫描电镜研究膜基界面形貌及界面成分,分析结合性能。通过摩擦磨损试验,对比分析镁合金基体和镀Ti膜样品的耐磨性能;通过Tafel极化曲线,对比分析镁合金基体和镀Ti膜样品的耐蚀性能。结果 Ti膜均匀致密,与镁合金基体结合良好。镁合金镀Ti膜后,摩擦系数和磨损失重率下降,腐蚀电位向正方向移动了430 m V,腐蚀电流密度从10.83 m A/cm2下降到2.62×10-7m A/cm2。结论磁控溅射镀Ti膜提高了AZ31镁合金的耐磨和耐蚀性能。     

6063铝合金着色钛锆转化膜结构和耐蚀性能的研究

为了获得性能优异的有色钛锆转化膜层,利用正交试验确定了组分为六氟钛酸、六氟锆酸、含锰成膜剂和有机酸的6063铝合金转化处理液的较佳配方,并分析了转化膜的表面形貌、成分及耐蚀性能.分析结果表明:生成的转化膜为淡黄色,且均匀、连续;转化膜中含有钛、锆元素,其腐蚀电位和腐蚀电流密度比裸6063铝合金明显降低,说明钛锆转化膜可以更好地抑制铝合金的阴极反应,从而更有效地提高铝合金的耐蚀性能.     

5182铝合金表面硅烷涂层的制备与性能研究

目的提高5182铝合金表面耐蚀性能及其与漆膜的结合力。方法采用KH550硅烷试剂在5182铝合金表面制备硅烷涂层,同时探究不同浸泡时间、溶液pH值和固化温度对硅烷涂层结构和性能的影响,并优化硅烷涂层的制备工艺。采用扫描电子显微技术(SEM)、接触角试验仪和拉曼光谱研究硅烷涂层的结构和成分。采用电化学阻抗谱(EIS)技术评价涂层的耐蚀性能。采用涂层附着力自动划痕仪评价硅烷涂层对有机漆膜结合力的影响。结果浸泡时间180 s、溶液pH值11、固化温度90℃为5182铝合金表面硅烷涂层的最佳制备工艺,该工艺条件下制备的硅烷涂层均匀、致密地覆盖于铝合金基体表面,厚度约为100 nm。在Na_2B_4O_7×10H_2O和NaOH水溶液中,硅烷处理试样的低频阻抗值比未硅烷处理试样高约2个数量级,硅烷处理样品与漆膜的结合力明显优于未经过硅烷处理的试样。结论采用优化工艺制备的硅烷涂层能改善5182铝合金的耐蚀性能。当硅烷涂层作为中间层存在时,显著提高了有机涂层与合金基体的结合强度。     

5052 铝合金表面钛锆基转化膜的制备及耐蚀性

目的研究铝合金表面非铬酸盐高耐蚀性转化膜的制备工艺。方法以K2Zr F6和K2Ti F6为主盐,KMn O4为氧化剂,Na F为成膜促进剂,在5052铝合金表面制备化学转化膜。采用SEM,EDS,FT-IR,XPS对转化膜的形貌、结构以及成分进行分析,通过硫酸铜点滴实验、全浸蚀实验和极化曲线对转化膜的耐蚀性进行研究。结果获得了土黄色转化膜,主要由Al F3·3H2O,Al Ox/Al,Al2O3,Mn O2和Ti O2组成。转化处理后,铝合金的腐蚀电位正移了约591 m V,腐蚀电流密度由1.10μA/cm2降低为0.48μA/cm2。经过封闭处理后,腐蚀电流密度降低为0.04μA/cm2,耐蚀性明显提高。结论以K2Zr F6和K2Ti F6为主盐在铝合金表面形成的土黄色化学转化膜具有良好的耐蚀性。     

AA6061铝合金表面钛锆膜的结构及性能研究

在AA6061铝合金表面形成了钛锆膜.用SEM/EDX和XPS分析了钛锆膜的表面形貌及成分.采用电化学测试和中性盐雾测试研究了钛锆膜的耐蚀性能.结果表明,钛锆膜是由Zn-Ti-F-O-Al等元素组成的复合物;钛锆膜的耐蚀性能与基体相比有明显的提高,但不及六价铬酸盐膜;经72小时中性盐雾腐蚀,腐蚀面积小于10%.     

钛的表面处理技术

根据使用目的,钛的表面处理大体上分为意匠性、耐磨性和耐蚀性表面处理。多种多样的表面处理技术有的还在实验室阶段,也有的已经工业化应用。日本神户制钢所的屋敷贵司等学者介绍一些已基本实用化的表面处理技术。1 意匠性表面处理1.1 钛基体的表面精加工由于建材用钛量的增加,表面意匠性处理的需求也增加,各种表面精加工的方法已实用化。这些方法有：酸洗(银白色表面)、真空退火(金属光泽表面)、喷丸(梨皮状粗糙表面)、细纹研磨、花纹压印(凹凸浮雕)、蚀刻(化学雕刻)和镜面加工(光泽镜面)。1.2 钛的着色方法大气氧化 用电炉在大气中加…     

纯钛表面载骨碎补提取物涂层的制备与性能

为了提高纯Ti的生物活性和抗感染性,采用微弧氧化(UMAO)制备多孔涂层,并以植酸(PA)偶联骨碎补提取物(ERD),并分析涂层结构、形貌及性能。结果表明,随着ERD浓度的提高,纳米颗粒增多,有PO43-,P2O74-和O=P-O-生成;载药12.5g/L的膜层摩擦磨损系数低,膜层结合力较高,为亲水涂层,膜层的电位提高了0.32V,自腐蚀电流降低一个数量级,模拟体液浸泡有羟基磷灰石(HA)生成。纯钛表面通过超声微弧氧化,植酸偶联载药的耐蚀性,结合力,生物活性均有提高。     

铝合金双极板磁控溅射Ag掺杂类石墨薄膜表面改性研究

目的研究在铝合金样品表面制备Ag掺杂类石墨薄膜对样品导电、耐蚀性能的影响。方法采用磁控溅射离子镀技术,在6061铝合金表面沉积了Ag掺杂类石墨层,对样品微观形貌、接触电阻和电化学腐蚀性能进行了观察测试。结果类石墨薄膜厚度随着Ag靶电流的提高而增大。与铝合金基体相比,镀膜样品的接触电阻降低了2个数量级,腐蚀电流密度降低了2~3个数量级。Ag靶材电流为0.04 A时,镀膜样品接触电阻(1.5 MPa压强)为1.93 m?·cm~2,腐蚀电流密度低至10~(-5.5) A/cm~2数量级。结论沉积有Ag掺杂类石墨薄膜的样品达到了极低的表面接触电阻与较低的腐蚀电流密度,使镀膜后的铝合金样品具有优异的导电性能与较好的耐腐蚀性能。     

纯钛表面多步合成Ti-Al梯度抗氧化涂层

以TA2工业纯钛为基体材料,通过微弧氧化技术及磁控溅射技术在TA2基体表面分别制备了氧化钛薄膜和金属铝涂层,从而形成Ti/TiO2/Al结构试样,然后进行500℃×4 h的真空扩散热处理,研究了TA2纯钛基体表面Ti、Al元素梯度过渡的复合抗氧化涂层的形成机制,以及涂层在700℃下的循环氧化性能。结果表明,Ti/TiO2/Al试样中的金属Al涂层在500℃的真空热处理过程中,不仅能够扩散至Ti基体内形成Ti-Al系列金属间化合物,而且能与TiO2中间层发生化学反应形成TiAl3+Ti Al+Al2O3复合涂层。TA2纯钛基体表面形成Ti-Al梯度抗氧化涂层后,在700℃大气环境中循环氧化50次后的氧化增重仅为无涂层试样的1/10。     

刀具表面磁控溅射CrN涂层及其耐磨性能研究

目的 提高刀具耐磨性能,延长刀具材料的使用寿命,减小刀具在加工过程中的磨损。方法 采用射频磁控溅射法在高速钢刀具表面沉积CrN涂层,用XRD、FESEM等分析涂层的组织结构与微观形貌,用X射线谱仪（EDS）测量涂层成分含量及其分布,用划痕仪测定膜基结合力,用球-盘磨损仪进行磨损实验。探讨不同摩擦条件下涂层的耐磨性能,探究不同摩擦条件对未镀膜刀具与镀膜刀具摩擦学性能的影响,对比分析摩擦系数、磨痕深度、磨痕宽度随参数变化的规律。结果 磁控溅射制备出结构致密、轮廓清晰、表面平整度趋于光滑的CrN涂层,涂层呈现三角锥形貌,具有明显的CrN(111)择优取向,膜基结合力为31.6 N。磨损试验表明,高载荷条件下（载荷5 N）,未镀膜刀具磨损较严重,磨痕颜色较深,磨痕深度与宽度分别为27.6、980.2 μm,摩擦系数为0.498。镀膜刀具磨痕两侧只有轻微的犁沟和较少的磨屑堆积,表面磨痕颜色较浅,磨损轻微,磨痕深度与宽度分别为2.25、570.8 μm,摩擦系数为0.314。结论 在高速钢刀具表面沉积CrN涂层能显著提高刀具的耐磨性能,刀具在磨损试验中磨痕深度、磨痕宽度和摩擦系数均较小。     

钛双极板表面原位生成TiN涂层的性能研究

目的降低钛合金表面的接触电阻,提高其抗腐蚀性能。方法 TA2纯钛表面进行活化后,原位反应生成TiN涂层。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析表面形貌和成分,使用直流表面电阻和界面接触电阻(ICR)来评价涂层的导电性,在模拟质子交换膜燃料电池(PEMFC)环境中测试其抗腐蚀性能。结果经过TiN处理后的TA2纯钛双极板表面致密,其生长方式为沿(111)晶面择优生长。在750℃反应2 h获得的试样的直流表面电阻和ICR电阻最低,抗腐蚀性能最佳。压力为120N/cm^2时,电阻率稳定在6.7 m?/cm^2。在模拟PEMFC环境中的表面腐蚀电流为0.816μA/cm^2,经过恒电位扫描后的SEM显示,其表面完整,H2气氛中涂层界面完整,空气气氛中出现较多点蚀。结论在TA2纯钛表面原位反应生成TiN涂层有助于提高基体表面的抗腐蚀性和导电性。     

铝合金表面金黄色转化膜的研究

采用无毒高锰酸钾进行转化处理,在铝合金表面制备金黄色无铬转化膜.通过研究转化液组成和操作条件对转化处理效果的影响,确定了最佳处理工艺.经中性盐雾试验、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析测试了转化膜的耐蚀性、形貌和组成.研究结果表明,采用该工艺可获得耐蚀性能良好、颜色亮丽的金黄色转化膜.     

电解低钛6009铝合金板材组织的研究

通过X射线、SEM和TEM分析,研究了电解低钛铝合金和熔配加钛铝合金在铸造状态、轧制状态和热处理状态的组织。在6009铝合金中,球形Mg2Si是主要强化相,熔配加钛合金时效过程调幅分解明显。在电解低钛铝合金中,球形Mg2Si分布更为弥散、均匀。结果表明:电解低钛铝合金的性能优于熔配加钛铝合金。     

2A12铝合金精密件基体表面粗糙度对低温磁控溅射TiN的影响

研究2A12铝合金精密件表面在低温磁控溅射沉积TiN薄膜过程中,基体表面粗糙度对成膜过程及薄膜显微硬度的影响。结果表明,低温磁控溅射沉积处理几乎不改变2A12铝合金精密件基体原始表面形貌,对其精密加工状态具有遗传性或复制性。通过显微硬度测试表明,随着2A12铝合金精密件加工精度的提高,基体表面粗糙度降低,TiN薄膜的显微硬度稳定在19 MPa以上,满足了2A12铝合金精密测试杆特殊功用的要求。     

钛铝合金中微量磷的测定

研究了钛铝合金中微量磷的测定方法,试样用硝酸－氢氟酸溶解,硫酸事强碱分离钛,铁,镍离子,其余干扰离子用酒石酸钾钠掩。在Ｈ＾＋浓度为０．５ｍｏｌ／Ｌ－１．２ｍｏｌ／Ｌ的硫酸性溶液中,磷钼杂多酸被抗坏到－盐酸羟胺还原为磷钼蓝,于分光光度计波长７００ｎｍ处,以试剂空白为参比进行测定。     

2024铝合金表面无铬钛锆转化膜的制备与性能

采用钛酸盐和锆酸盐为主盐,开发了一种应用于2024铝合金表面的无铬钛锆转化膜。通过扫描电镜 (SEM)、能谱分析 (EDS)、中性盐雾实验、动电位极化曲线和电化学阻抗谱对转化膜的表面形貌、成分及耐蚀性能进行了表征和分析。结果表明：制备的无铬钛锆转化膜由微米级的微小颗粒组成,膜层均匀平整,无明显缺陷;无铬钛锆转化处理后的2024铝合金,经中性盐雾168 h,无明显腐蚀产物产生;钛锆转化膜具有较低的腐蚀电流和一定的钝化能力,可有效的提高铝合金的耐蚀性能。     

紫外辐射对2024铝合金表面钛盐转化膜形成的影响

采用由硫酸氧钛、氟化钠为主盐的转化液,在60℃,pH 5～5.5及紫外光照射条件下处理5min,在2024铝合金表面制备了一种钛盐转化膜,中性盐雾时间超过96h。EDS和XPS分析结果表明,转化膜主要由O,Ti,Al,F,Mg及Cu等元素组成,转化膜中的Ti主要以TiO2的形式存在。电化学测试结果表明,紫外照射条件下,转化反应处理的2024铝合金腐蚀电位正移和阳极钝化区形成,使得2024铝合金惰性、防腐性能显著增强。