镁合金石墨砂型铸件表面氧化膜的组成与结构

利用XPS(X射线光电子能谱 )对镁合金石墨砂型铸造时的表面氧化膜进行了分析 ,探讨了表面氧化膜的组成与结构。结果表明 :镁合金表面氧化膜呈层状结构 ,主要由MgO和Mg(OH) 2 组成 ,由于表面氧化膜中有大量C原子的渗入 ,增加了致密度 ,使其具有较好的防护性能     

ZM5镁合金微弧氧化膜的摩擦磨损性能研究

利用微弧氧化装置在硅酸盐体系中对ZM5镁合金进行了微弧氧化表面改性处理.采用XRD及SEM分析了ZM5镁合金微弧氧化陶瓷膜的形貌、组成和结构,并对微弧氧化陶瓷膜的硬度以及干式滑动摩擦磨损行为进行了研究.结果表明:微弧氧化膜由三层结构组成,主要由Mg2SiO4相和少量MgO相组成;可以显著提高镁合金基体的硬度和耐磨性,其室温滑动摩擦磨损机理为轻微犁削和粘附转移.     

Mg9Al3Ca镁合金表面再生氧化膜的组织与结构

利用扫描电子显微镜、能谱分析仪等测试手段研究了Mg9Al3Ca镁合金表面再生氧化膜的组织与结构。结果表明:Mg9Al3Ca镁合金表面再生氧化膜平整、致密,厚度约为2.5μm,主要是由CaO、Al2O3、MgO、Mg2Ca和Mg17Al12等化合物组成。     

柠檬酸铁浓度对镁合金微弧氧化黑色膜层微观结构及耐蚀性的影响

利用二次微弧氧化法在AZ40M镁合金表面成功制备了黑色的氧化膜层,通过SEM、EDS和XRD表征了膜层的微观形貌和成分组成。结果表明,柠檬酸铁添加剂浓度可显著影响镁合金表面氧化膜的形貌、组成和厚度,添加剂浓度越高,膜层中的铁氧化物含量也越高,而对膜层厚度的影响则没有呈现出明显规律。同时,测试了0.1 mol/L Na Cl溶液中的电化学阻抗谱和动电位极化曲线,结果显示镁合金表面黑色膜层具有较好的耐蚀性,且膜层越厚,铁含量越少,膜层的耐蚀性越好。     

AZ91D镁合金表面微弧氧化陶瓷膜微观结构与组成的研究

采用自制的恒流非对称方波电源用微弧氧化法在AZ91D镁合金表面制备了耐腐蚀陶瓷膜,通过微观分析手段对微弧氧化膜的截面特征、元素成分分布及表面膜的相组成进行了分析,研究了微弧氧化工艺参数对膜层表面形貌、微观结构与组成等的影响.结果表明,提高电流密度会造成组织疏松微孔孔径增大;硅酸盐溶液中微弧氧化制得的陶瓷膜优于铝酸盐溶液.而且电解液中的离子可参与成膜反应,硅酸盐溶液体系镁合金微弧氧化陶瓷层主要由MgO和Mg_2SiO_4相组成,铝酸盐溶液体系微弧氧化膜层主要由MgAl_2O_4相组成.     

氨基酸类有机添加剂对镁合金阳极氧化的影响及其作用机制研究

为了进一步改善镁合金表面阳极氧化膜的质量和性能,在Na OH+Na_2SiO_3基础电解液中添加氨基酸类有机添加剂对AZ31镁合金进行阳极氧化,研究了氨基酸类有机添加剂对镁合金阳极氧化过程及氧化膜厚度、表面形貌、结构及耐蚀性的影响。探讨了有机添加剂在镁合金阳极氧化中的作用机制。结果表明:不同的氨基酸对镁合金阳极氧化过程及氧化膜性能影响不尽相同,其中乙二胺四乙酸和L-鸟氨酸醋酸盐可显著提高阳极氧化的击穿电压,起到明显的抑弧作用,大幅度提高了氧化膜的厚度、致密性和耐蚀性能。有机添加剂主要通过缓蚀、抑弧和表面活性剂3方面的综合作用来影响镁合金阳极氧化的过程及氧化膜的性能。     

镁合金材料表面处理技术研究新动态

对镁合金材料近年来在表面微弧氧化、表面超疏水膜层、激光表面改性以及溶胶-凝胶涂层四个方面的研究动态进行了简要综述。镁合金材料采用双极性和混合(单极和双极的组合)电流模式微弧氧化处理的膜层生长速率较快,膜层更致密且硬度更高,膜层的耐磨性和耐腐蚀性能更好。在高浓度苛性碱为主的强碱性溶液中添加适量的添加剂,经短时间(~3 min)微弧氧化处理,即可获得中性盐雾试验达200 h以上的致密耐腐蚀膜层。采用水热法、电化学刻蚀、微弧氧化和电沉积等方法,可在镁合金材料表面形成具有微纳米多级结构的粗糙表面,再用低表面能物质对粗糙表面进行修饰,可在镁合金表面获得超疏水膜层,从而提高镁合金的耐腐蚀性能。镁合金材料激光表面改性处理可改善其表面成分,细化晶粒,使组成相分布更均匀以及提高表层的固溶度极限,从而提高镁合金材料的耐腐性能、摩擦磨损抗力和疲劳强度。溶胶-凝胶有机/无机杂化涂层与镁合金基材良好的附着力,不仅可提高镁合金的耐腐蚀性能,还可以使镁合金具有抗氧化、耐磨损、防水性以及其他性能。     

镁合金表面磁控溅射-微弧氧化制备Al_2O_3膜层的组织结构及性能

采用磁控溅射-微弧氧化的方法在镁合金表面制备了Al_2O_3膜层,随后采用X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDX)等方法对微弧氧化膜层的相结构、截面形貌及膜层中的元素分布进行了分析,采用摩擦磨损和电化学腐蚀方法对膜层的耐磨耐腐蚀特性进行了测试。结果表明,通过先进行磁控溅射后进行微弧氧化的方式可以在镁合金表面获得Al_2O_3微弧氧化膜层。通过改变反应终止电压可控制微弧氧化膜层的厚度。当反应终止电压不高于510 V,膜层主要由铝和Al_2O_3组成。而当微弧氧化反应终止电压超过600 V后,铝膜层完全参与反应转变为微弧氧化膜层,膜层主要由Al_2O_3和MgO组成。Al_2O_3微弧氧化膜层的形成有助于提高镁合金表面的耐磨耐腐蚀性能。     

负向电压对镁合金微弧氧化膜层的影响

研究了负向电压对镁合金微弧氧化陶瓷膜层的表面形貌,厚度及相组成的影响,试验结果表明负向电压对膜层的质量影响很大,它能使膜层表面空隙率降低且光滑平整,并显著提高镁合金微弧氧化的膜层厚度,但同时负向电压的变化应控制在一定范围之内.经对微弧氧化试样的膜层进行SEM、XRD以及厚度的检测,分析了不同负向电压对镁合金微弧氧化膜层的影响,得到一组较为稳定的正负向电压参数,使得镁合金微弧氧化膜层的效果得到较好的提高.     

AZ91D镁合金微弧氧化涂层制备及其耐蚀性研究

采用不同的电解液配方对AZ91D镁合金表面微弧氧化原位生长一层陶瓷膜层,并利用电化学方法测试了陶瓷膜层的极化曲线,用扫描电镜(SEM)分析陶瓷膜层的形貌结构,通过XRD分析了膜层相组成.结果 表明:在恒流条件下,AZ91D镁合金表面获得致密光滑的陶瓷膜层,陶瓷膜层中的微孔在微弧氧化过程中得以封闭,膜层耐蚀性提高;K2T...     

镁合金防蚀处理的研究现状及动向

讨论了镁合金的耐蚀性影响因素，综述了镁合金化学处理、阳极氧化、有机涂层、金属镀层以及激光表面处理、离子注入和物理气相沉积等工艺的特点，膜层的结构与性能；分析了国内外镁合金防蚀处理的研究现状及应用前景。     

铸镁合金AZ91表面化学氧化膜的研究

研究了铸镁合金AZ91的表面化学氧化膜的工艺及其耐蚀性,通过对镁合金表面化学氧化膜的扫描电镜(SEM)、能谱(XPS)及极化曲线的测量分析,探讨了镁合金表面化学氧化膜的组织、相、成分及其耐蚀性.研究结果显示,镁合金化学氧化膜的表面呈"干枯河床"形貌,有少量的空洞,有利于进一步的涂装需要,镁合金AZ91化学氧化膜在3.5%NaCl中的极化曲线表明,与AZ91的极化曲线对比表明,虽然化学氧化膜的极化曲线没有明显的钝化区,但腐蚀电流减小,具有一定的耐蚀性.     

过电压对镁合金微弧氧化膜层性能的影响

采用自行研制的大功率微弧氧化电源在频率700 Hz、占空比20%的条件下进行微弧氧化实验:并测量陶瓷膜层的厚度,观察膜层微观形貌,通过盐雾试验来评定陶瓷膜层的耐蚀性.研究发现:随过电压的升高,镁合金微弧氧化膜层厚度增加,表面熔融物颗粒增大,膜层表面变粗糙,陶瓷层的耐蚀性呈先增加后降低的趋势;并且陶瓷膜层耐蚀性在过电压为100～150 V时较好,因此镁合金微弧氧化要选择适当的过电压.     

The High Temperature Oxidation Behavior of Mg–Gd–Y–Zr Alloy

The oxidation behavior of pure Mg and Mg–Gd-Y-Zr alloy was studied in O₂ at 300 °C with and without the presence of water vapor. The kinetics curves revealed improved oxidation resistance of Mg–Gd–Y–Zr alloy in O₂, compared with pure Mg. However, when water vapor co-existed with oxygen, the oxidation rate of Mg–Gd–Y–Zr alloy was accelerated; whereas, the oxidation rate of pure Mg was restrained. Detailed XPS analysis of pure Mg oxidized with water vapor revealed that the reduced oxidation rate could be strongly linked with the outer Mg(OH)₂ film. On the contrary, for Mg–Gd–Y–Zr alloy, an incomplete Mg(OH)₂ film was present in the outer region of oxide layer, which can provide a ready pathway for water vapor transport to the inner part of the oxide film and which has little oxidation resistance to water vapor.     

含Ca阻燃镁合金的高温氧化行为

Ca的加人大大提高了镁合金的燃点,当Ca含量大于1.7%时,Mg-Ca合金能在1 173 K的高温下暴露于大气中30min而不燃烧.SEM和XRD分析表明:合金表面生成了主要由氧化钙和氧化镁组成的复杂氧化膜,氧化膜内侧组织主要是Mg2Ca,该氧化膜具有保护性,但薄厚不一,极不规则.高温氧化动力学研究显示:该合金在673 K和873 K氧化符合抛物线规律,而在773 K氧化遵循立方规律.热力学计算结果表明:在Mg-2.5Ca合金中从室温到1 143 K温度范围内Ca都比镁优先与氧结合生成CaO,当Ca含量降低到一定程度时,镁又与氧结合生成MgO,所以形成了MgO CaO的复合保护膜.     

AZ91D镁合金微弧氧化工艺参数的优化

利用自制微弧氧化装置在硅酸盐体系中对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理.采用4因素3水平正交试验,从考察膜层厚度、表面粗糙度和耐蚀性出发,确定了AZ91D镁合金在硅酸盐体系中的最佳工艺参数.结果表明：在最佳工艺条件下,微弧氧化膜呈多孔结构、孔径较小,裂纹较少,分布均匀,膜层较为致密;微弧氧化膜由MgO、Mg2SiO4、MgAl2O4和少量的SiO2组成;室温下,在质量分数为3.5%的NaCl中性溶液中浸泡168 h后,膜层表面未出现明显的点蚀现象,耐蚀性较镁合金基体有了很大提高.     

SiCw/AZ91镁基复合材料的微弧氧化行为及涂层的耐腐蚀性能

采用微弧氧化表面处理技术在SiCw/AZ91镁基复合材料表面制备保护性涂层.通过与AZ91镁合金对比,研究镁基复合材料的微弧氧化行为及其形貌特征,并采用电化学方法评价了微弧氧化涂层的耐腐蚀性能.结果表明,SiC晶须的存在影响了基底材料表面阻挡层的形成,使复合材料的微弧氧化行为不同于基体合金.与合金相比,在恒电流模式下进行微弧氧化的过程中复合材料的电压随时间的演变趋势不够理想,而且在相同工艺条件下复合材料的起弧时间比合金要长.复合材料在微弧氧化过程中偶尔会出现烧蚀现象.虽然SiC晶须会影响复合材料表面涂层的形成,微弧氧化处理仍然能够增强镁基复合材料的耐腐蚀性能,使其自腐蚀电位提高,腐蚀电流降低.当采用恒压模式制备涂层时,涂层耐腐蚀性能随电压的提高而增强.     

TiN颗粒对镁合金微弧氧化过程及膜层性能的影响

目的分析Ti N颗粒在镁合金微弧氧化过程中的作用,并研究其在膜层中对镁合金硬度、耐磨和耐蚀等性能的影响。方法通过在微弧氧化电解液中添加2.7μm Ti N颗粒,并使其充分分散于电解液中,使电解液中Ti N颗粒的质量浓度分别为0、2、4、6 g/L,并控制其他实验参数(如电流密度、频率、占空比和氧化时间)一样的情况下进行实验,通过电子显微镜、涂层厚度测厚仪、显微维氏硬度计、X射线衍射和电化学工作站,分别从膜层的表面形貌、厚度、硬度、相组成及耐蚀性等方面,研究了Ti N颗粒对镁合金微弧氧化膜层性能的影响。结果在微弧氧化电解液中添加Ti N颗粒后,相同电化学参数下制得的微弧氧化膜层变得致密,厚度、硬度有所增加,氧化膜层主要由Mg、MgO、Mg2Zr5O12、Ti N组成。极化曲线显示,加入Ti N颗粒,制备的微弧氧化膜层比未加入Ti N颗粒制得的膜层的腐蚀电流下降了2个数量级。阻抗图谱表明,电阻值增加了1个数量级。结论 Ti N颗粒能够随镁合金的微弧氧化过程进入制得的氧化膜层中,并且能够增加膜层厚度和硬度,使膜层的耐磨、耐蚀性得到提高。     

电镀Al-Mn合金及后续阳极氧化对镁合金防护性能的影响

为提高镁合金的耐腐蚀性能,采用无机熔盐电镀技术在镁合金表面电镀铝锰合金,其后在草酸溶液中对铝锰合金镀层进行阳极氧化处理,以制备耐蚀性优良的阳极氧化膜。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等对阳极氧化膜的微结构进行表征,采用电化学测试方法对阳极氧化膜的耐腐蚀性能进行评价。结果表明,Al-Mn合金镀层在草酸溶液中形成的阳极氧化膜主要由稳态的α-Al2O3和亚稳态的γ-Al2O3所组成,并含有少量的MnO2及Al(MnO4)3,该阳极氧化膜具有很强的绝缘特性,其腐蚀电流密度较Al-Mn合金镀层下降了约3个数量级,较基体镁合金下降了约6个数量级,极大地提高了镁合金的耐腐蚀性。