添加剂对AZ91D镁合金微弧氧化膜的影响

以铝酸钠和氢氧化钠为主要组元,分别添加蒙脱石、EDTA、阿拉伯树胶的电解液对AZ91D镁合金进行微弧氧化,并用sEM、EDS、XRD和动电位极化曲线分析其微观组织结构和耐腐蚀性.结果表明,3种膜层的表面呈蜂窝状微观形貌,陶瓷氧化膜中主要存在相有MgAl2O4、MgO和Mg2siO4.与AZ91D镁合金基体相比其耐蚀性均有不同程度提高,其中以蒙脱石添加后膜层的耐蚀效果最好.     

电解液浓度对镁合金微弧氧化层耐蚀性与溶血率的影响

在电解液中加入 (NaPO₃)₆并在镁合金表面制备微弧氧化层,研究 (NaPO₃)₆浓度对镁合金微弧氧化层的影响.结果显示,微弧氧化层中含有MgO,Mg₂SiO₄,Mg₃(PO₄)₂等物质;随 (NaPO₃)₆浓度增加,微弧氧化层厚度增加,表面微孔孔径变大,当 (NaPO₃)₆浓度达到7 g/L时,微弧氧化层截面出现较明显的微裂纹;微弧氧化处理后的镁合金的耐蚀性明显高于基体的.当 (NaPO₃)₆浓度为5 g/L时其耐蚀性最佳;镁合金基体溶血率为72.3%,在不同浓度 (NaPO₃)₆下微弧氧化处理的镁合金溶血率均在1%~2.5%之间,溶血作用消除.     

电解液组分对AZ91D镁合金微弧氧化膜层耐蚀性的影响

在含有Na2SiO3、NaAlO2、Na2B4O7、NaOH、C3H8O3及C6H5Na3O7的硅铝复合电解液中,采用恒电流方式对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理。利用扫描电镜、膜层测厚仪、全浸泡试验和极化曲线等方法研究了陶瓷膜层的形貌特征、厚度以及耐蚀性能。结果表明,随着Na2SiO3、NaAlO2、Na2B4O7、NaOH、C3H8O3及C6H5Na3O7含量的增加,微弧氧化陶瓷膜层的耐蚀性基本均呈现出先提高后降低的变化趋势;经正交试验优化后,当电解液中Na2SiO3、NaAlO2、Na2B4O7、NaOH、C3H8O3和C6H5Na3O7的含量分别为15g/L、9g/L、2g/L、3g/L、5mL/L及7g/L时,膜层耐蚀性最好。经过微弧氧化处理后试样的腐蚀电流密度较镁合金基体降低了近2个多数量级,自腐蚀电位提高了近73mV,镁合金的耐蚀性能得到了显著提高。     

电参数对镁合金微弧氧化膜层生长的影响及耐蚀性研究

利用微弧氧化技术对AZ91D镁合金在硅酸盐和锆盐溶液中进行表面陶瓷化处理,发现电参数对膜层厚度有很大影响。并采用IM6e型电化学工作站,对微弧氧化镁合金进行电位极化曲线测量。通过电化学测量对微弧氧化镁合金的腐蚀行为进行分析。用处理好的镁合金进行腐蚀实验,用失重法和极化法测试其耐蚀性,发现电解液中锆元素会大大提高膜层的耐蚀性。同时通过XRD分析发现硅酸盐电解液中制备的陶瓷膜主要由Mg2SiO4、MgO和MgF2等相组成,锆盐电解液中制备的陶瓷膜主要由MgO、MgF2和ZrO2相组成。     

能量参数对镁合金微弧氧化陶瓷层耐蚀性的影响

用自制的微弧氧化控制电源研究了在硅酸盐溶液体系中电流密度、频率、占空比等能量参数对镁合金微弧氧化陶瓷层的厚度及耐蚀性的影响,并优化了微弧氧化工艺.结果表明：随电流密度增加,陶瓷层厚度呈现线性增加,而耐蚀性表现出先增后减的趋势,在电流密度为3 A/dm2～4 A/dm2时,陶瓷层的耐蚀性最佳;恒流微弧氧化方式下频率与占空比对陶瓷层的厚度影响不大,但对其耐蚀性有一定影响,随频率增加,陶瓷层的耐蚀性越来越好,随占空比增大,陶瓷层的耐蚀性逐渐变差;工艺参数优化所制得陶瓷层的耐蚀性较参数恒定控制有一定的提高.     

稀土元素对镁合金微弧氧化陶瓷层表面形貌和结构的影响

采用交流脉冲微弧氧化设备,在含Y和Ce的AZ91D镁合金表面制备了陶瓷层,研究了稀土元素对陶瓷层厚度、表面形貌的影响,并分析了陶瓷层相比例的变化情况.结果表明,AZ91D镁合金中加入稀土元素Y和Ce后,其微弧氧化陶瓷层厚度随稀土含量的增加而增加,稀土元素的加入减少了陶瓷层表面的孔洞和火山状凸起,孔洞的尺寸也明显减小,出现了大量表面平滑的区域,使整个表面更加光滑致密.稀土元素在陶瓷层中没有单独形成稀土相,但影响陶瓷层中组成相的比例,致使夹带在陶瓷层中的Mg相的量减少,而MgO和MgSi2O4相的比例提高.镁合金中加入稀土元素后微弧氧化陶瓷层耐磨及耐腐蚀性能提高.     

不同电导率溶液中镁合金微弧氧化陶瓷层的生长规律及耐蚀性

利用扫描电镜(SEM)和盐雾腐蚀试验等手段,研究了镁合金在不同电导率溶液中微弧氧化处理生成陶瓷层的生长规律及耐蚀性。结果表明:随溶液电导率的增大,发生微弧氧化现象的起弧电压减小,微弧氧化陶瓷层厚度表现出近似线性增长,陶瓷层表面微孔数目逐渐减少,微孔孔径逐渐增大,陶瓷层内显微缺陷数量逐渐增多;陶瓷层的耐蚀性随电导率的增大表现出先增后减的变化趋势,在溶液电导率为4 (?·m)-1～6 (?·m)-1 时,陶瓷层的耐蚀性较好。     

电解液组分对镁合金微弧氧化成膜及膜层耐蚀性的影响

基于单纯形重心设计改变Na₂SiO₃、NaOH、KF和NaAlO₂ 4种组分的搭配,在AZ91D镁合金上进行微弧氧化处理,研究了电解液配方对膜层成膜及耐蚀性能的影响。结果表明,所得到的回归方程非常显著,预测精度高。帕累托分析显示,4种电解质均对膜层耐蚀性影响显著。通过响应面分析可知,增大主盐Na₂SiO₃或者NaAlO₂的浓度可以显著提高膜层的耐蚀性。但二者复合却不利于耐蚀性的提高。主盐对于提高膜层成膜性及耐蚀性至关重要。当电解液中无主盐时,膜层的成膜性及耐蚀性都很差。当电解液中含有主盐时,适当增加NaOH与KF的浓度,膜层耐蚀性提高。通过Pearson相关分析可知,膜层耐蚀性主要受致密度及孔隙率的影响,同时也受膜厚、物相等其他特征参量的影响。而电解液各组分通过影响上述微观结构特征参量从而影响膜层性能。     

镁合金微弧氧化陶瓷层的绝缘强度及耐蚀性的研究

采用微弧氧化法在MB8镁合金表面原位生长—层陶瓷层,利用电击穿试验、盐雾腐蚀试验等手段研究了陶瓷层的绝缘强度Eb和耐蚀性,并用扫描电镜(SEM)分析了陶瓷层的形貌结构。结果表明：恒流条件下,随微弧氧化时间的增加,陶瓷层的厚度增加,陶瓷层内的显微缺陷增多,致密性下降;陶瓷层的绝缘强度(Eb)和耐蚀性均呈现出先增大后减小的趋势;陶瓷层的致密性越高,绝缘强度(Eb)越大,耐蚀性也就越好。     

电参数对AZ91D镁合金微弧氧化膜层微观结构及耐蚀性的影响

研究硅酸盐体系中电压、频率和占空比等电参数对AZ91D镁合金微弧氧化膜层的厚度、表面形貌、相组成及耐蚀性的影响,并对膜层的表面孔隙率及表面孔径进行定量分析。结果表明:电压对膜层微观结构及耐蚀性能的影响起主导作用,频率的影响次之,占空比的影响较小;随电压升高,膜层厚度、表面孔隙率及耐蚀性均增大;频率与占空比对膜层厚度的影响不大,但对表面孔隙率和耐蚀性有一定的影响;频率为800Hz、占空比为15%时,膜层耐蚀性较好,此时所得膜层的表面孔隙率较小,分别约为8%和10%,膜层表面上孔径在1～3μm的微孔比例都大于60%;膜层表面孔径和孔隙率的定量评价与膜层形貌分析相结合可为膜层耐蚀性的分析提供有力依据。     

AZ91D镁合金微弧氧化膜耐蚀性的试验研究

研究了AZ91D镁合金微弧氧化膜在复合铝酸盐溶液中的耐蚀性。利用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）分析了AZ91D镁合金微弧氧化膜的物相和表面形貌;利用IM6e型电化学工作站测量了氧化膜的电化学阻抗和稳态电流／电位极化曲线;利用CMB-1501B型便携式瞬时腐蚀速度测量仪测量了氧化膜的腐蚀电流密度Icorr和年腐蚀深度MMA。试验结果表明,微弧氧化的镁合金耐蚀性提高了2～3个数量级,镁合金微弧氧化膜主要由MgO、MgAl2O4、Al12Mg17组成。     

电解质对镁合金微弧氧化表面膜组织与腐蚀性能的影响

采用SEM、TEM、EDX、XRD、AUTOLAB电化学工作站分析比较两种电解质（硅酸盐体系和有机胺体系）直流微弧氧化处理AZ91D合金表面涂层的成分、组织结构和涂层的动电位极化曲线。虽然两种电解质体系涂层元素成分和组成相相同,均为金属相、MgO相和Mg2SiO3相,但有机胺电解质体系的涂层中非金属相（MgO、Mg2SiO4）相对含量高于硅酸盐处理体系,有机胺体系获得的涂层表面均匀致密性也优于硅酸盐体系。有机胺体系获得的涂层在3.5%NaCl中性介质中的腐蚀电流密度、腐蚀电压分别为0.29μA/cm^2和522 mV,与硅酸盐体系处理涂层相比,前者的抗腐蚀能力有很大幅度的提高。     

Effects of increase extent of voltage on wear and corrosion resistance of micro-arc oxidation coatings on AZ91D alloy

The effects of increase extent of voltage on the wear resistance and corrosion resistance of micro-arc oxidation(MAO) coatings on AZ91D magnesium alloy were investigated in silicate electrolyte.The results show that with increasing extent of voltage, both of the thickness and bonding force of MAO coatings first increase,and then decrease.These parameters are all up to their maximum values when the increase extent of voltage is 20 V.The roughness of the coatings always increases.The coating has the best c...     

Wear resistance of ceramic coating on AZ91 magnesium alloy by micro-arc oxidation

The ceramic coating formed on AZ91 magnesium alloy by micro-arc oxidation （MAO） was characterized. The results show that the ceramic coating （3.4-23 μm in thickness）on the surface ofAZ91 alloy was attained under different micro-arc oxidation treatment conditions, which consist mainly of MgO, Mg2SiO4 and MgSiO3 phases. Nano-hardness in a cross-sectional specimen was determined by nano-indentation experiment. The MAO coatings exhibit higher hardness than the substrate. Dry sliding wear tests for the MAO coatings and AZ91 alloy were also carded out using an oscillating friction and wear tester in a ball-on-disc contact configuration. The wear resistance of the MAO coatings is improved respectively under different treatment time as a result of different structures of ceramic coatings formed on AZ91 alloy.     

AZ91D表面微弧氧化陶瓷层形貌及磨损特性分析

利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、磨损试验、激光共聚焦显微镜等手段,分析了镁合金AZ91D微弧氧化陶瓷层表面、截面形貌及相组成,研究了微弧氧化试样和基体试样的磨损性能及三维形貌。结果表明,AZ91D镁合金经微弧氧化处理10 min后,陶瓷层与基体结合紧密,表面有微孔和裂纹存在且较为粗糙,陶瓷层最小厚度达62.9μm左右。陶瓷层主要由Mg2Si O4相和Mg O两相组成,膜层硬度为349.4 HV,摩擦因数达到0.119,其磨损破坏的形式主要为剥离和划伤,微弧氧化试样的耐磨性有所提高。     

氧化时间对AZ91D镁合金微弧氧化膜微观组织和性能的影响

采用恒定小电流密度工艺于硅酸盐体系中在AZ91D镁合金表面制备微弧氧化膜.采用数字式涂层测厚仪、扫描电子镜、表面粗糙度测量仪和涂层附着力划痕试验机等研究其微观结构,利用电化学工作站和球-块往复式摩擦试验机进行耐蚀性和耐磨性的评定.结果表明:随着氧化时间的延长,阳极电压趋于稳定;氧化膜层的厚度和粗糙随之增大;氧化膜层的结合力、孔隙率则先增大后减小,都在60 min时出现最大值;膜层表面熔融物颗粒尺寸增大,大孔洞的数目随之增多,且分布变得不均匀;氧化时间为40 min时制备的膜层耐蚀能力最强并具有良好的耐磨性.     

加压时间间隔对AZ91D镁合金微弧氧化膜的影响

研究硅酸盐体系中加压时间间隔对AZ91D镁合金微弧氧化膜层的影响.利用TT230数字式涂层测厚仪、JSM—6700F扫描电子显微镜、2206型表面粗糙度测量仪(E34—001)和W—92涂层附着力划痕试验机研究了其微观结构,利用CHI660C电化学工作站和UMT—2MT型球-块往复式摩擦试验机进行耐蚀性和耐磨性的评定.结果表明,微弧氧化膜层的厚度、粗糙度和结合力随着加压时间间隔的增大而增大;孔隙率呈先增大后减小的趋势,在加压时间间隔为150s时出现了最大值;与基体相比,微弧氧化膜层的耐蚀性和耐磨性均提高,当加压时间间隔150s时耐蚀能力最佳,当加压时间间隔60s时耐磨性最强.     

Structure and corrosion resistance of ZrO2 ceramic coatings on AZ91D Mg alloys by plasma electrolytic oxidation

The aim of this work is to study the structure and the corrosion resistance of the plasma electrolytic oxidation ZrO₂ ceramic coatings on Mg alloys. The ceramic coatings were prepared on AZ91D Mg alloy in Na₅P₃O₁₀ and K₂ZrF₆ solution by pulsed single-polar plasma electrolytic oxidation (PEO). The phase composition, morphology and element distribution in the coating were investigated by X-ray diffractometry, scanning electron microscopy and energy distribution spectroscopy, respectively. The results show that the coating thickness and surface roughness were increased with the increase of the reaction time. The ceramic coatings were of double-layer structure with the loose and porous outer layer and the compact inner layer. And the coating was composed of P, Zr, Mg and K, of which P and Zr were the main elements in the coating. P in the coating existed in the form of amorphous state, while Zr crystallized in the form of t-ZrO₂ and a little c-ZrO₂ in the coating. Electrochemical impedance spectra (EIS) and the polarizing curve tests of the coatings were measured through CHI604 electrochemical analyzer in 3.5% NaCl solution to evaluate the corrosion resistance. The polarization resistance obtained from the equivalent circuit of the EIS was consistent with the results of the polarizing curves tests.