SiO3^2-对TiAl合金微弧氧化陶瓷层的影响

采用自行研制的脉冲微弧氧化设备,在TiAl合金表面制备了微弧氧化陶瓷层。测定了TiAl合金微弧氧化陶瓷层在高温循环氧化条件下的氧化动力学曲线。研究了在微弧氧化处理溶液中加入SiO32-对陶瓷层性能的影响。实验结果显示:经过微弧氧化处理后试样的高温氧化动力学曲线大致呈抛物线规律,其表面的陶瓷氧化膜具有保护性;在微弧氧化处理溶液中加入SiO32-后,微弧氧化处理的TiAl合金的使用温度可提高到1273K。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对陶瓷层的显微结构和物相组成进行分析,发现其物相组成为含量约占80%的Al2TiO5,11%的TiO2以及9%的SiO2。这表明SiO2能有效抑制Al2TiO5在高温下的分解,从而大幅提高TiAl合金的抗高温氧化性。     

TiAl合金微弧氧化膜的制备及抗氧化性能研究

利用微弧氧化的方法在γ-TiAl合金上制备陶瓷膜,探讨了氧化过程中电流密度与成膜速度的关系。利用扫描电镜研究了氧化膜的表面形态和截面结构,结果表明,氧化膜由三层组成,且氧化膜与基体间有良好的冶金结合;物相分析发现氧化膜中含有金红石、Al2TiO5和SiO2非晶成分,并且物相组成和分布与成膜时间及膜的深度无关;氧化膜的硬度随着氧化时间的增加而增加,极大值出现在距离膜基交界面约10μm附近的氧化膜中。1100℃下的高温氧化实验发现微弧氧化处理后样品的氧化速度只有原始基体材料的1／3,微弧氧化处理后提高了TiAl合金的抗氧化性。     

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.     

氧化石墨烯对Mg-Li合金微弧氧化陶瓷层微观结构及耐蚀性的影响

目的 提高镁锂合金微弧氧化陶瓷层的耐蚀性能。方法 在镁锂合金表面原位生长包覆GO的复合陶瓷层。用SEM观察陶瓷层的表面形貌和截面形貌,用XRD和XPS分别检测陶瓷层的物相及成分组成,并采用动电位极化曲线方法和浸泡试验研究陶瓷层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀过程。结果 添加GO制备的复合陶瓷层表面微孔部分堵塞,致密度较高,但厚度略低,其陶瓷层物相主要包括SiO2、Mg2SiO4和MgO。微弧氧化陶瓷层的自腐蚀电流密度较镁锂合金基体降低了3个数量级,其极化电阻值则相应地升高了2个数量级。而加入GO所制备的复合陶瓷层的腐蚀电流密度仅为陶瓷层的57%,其极化电阻值约为7.69×104 Ω?cm2,是微弧氧化陶瓷层的2.5倍。浸泡在NaCl溶液中的复合陶瓷层能够长时间维持较低的腐蚀电流密度。结论 GO添加剂能够堵塞微弧氧化陶瓷层表面部分微孔,增加陶瓷层的致密性,进而阻止腐蚀性离子的渗入,可有效提高陶瓷层的耐腐蚀性能。     

硅酸钠浓度对Ti3Al基合金微弧氧化层生长及其摩擦磨损性能的影响

目的 研究硅酸钠溶液浓度对Ti3Al基合金表面制备微弧氧化膜层结构的影响,以提高Ti3Al基合金微弧氧化膜层的摩擦磨损性能。方法 采用恒流模式微弧氧化电源,分别在6、8、10 g/L的Na2SiO3电解液中,对Ti3Al基合金试样进行微弧氧化处理,用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、Image J软件、X射线衍射仪（XRD）及显微硬度仪,分析微弧氧化膜层的表面形貌和截面形貌、元素分布、厚度、相组成以及表面硬度。用CFT-I 型磨损试验机研究不同微弧氧化膜层的摩擦磨损性能。结果 随着Na2SiO3浓度的增加,微弧氧化的工作电压与起弧电压均逐渐减小。微弧氧化层表面呈多孔状,存在熔融物堆积导致的环状凸起。随着Na2SiO3浓度的增加,氧化层表面微孔直径减小,膜层逐渐增厚。微弧氧化膜层主要Al2O3、SiO2、TiO2、Nb2O5以及Al2SiO5相组成,微弧氧化处理明显降低了Ti3Al基合金的摩擦系数和磨损率。电解液Na2SiO3质量浓度为10 g/L时,微弧氧化膜层的平均摩擦系数为0.49,磨损率仅为2.1×10-7 mm3/(N?mm),主要表现为微切削磨损与轻微的粘着磨损。结论 随着硅酸钠浓度的增加,有利于提高微弧氧化膜层的形成速率,缩短反应时间。微弧氧化处理能够显著改善Ti3Al基合金的耐磨性。     

钛合金表面微弧氧化膜及抗氧化性能的研究

利用微弧氧化技术，通过增加涂层致密性的方法及选择合适的放电电压，在钛合金表面制备出致密的、与基体结合优良的微弧氧化膜。微弧氧化膜分为3层：过渡层、致密层和疏松层。XRD分析表明，微弧氧化膜主要由Al2TiO5和Al2SiO5组成。在700℃循环氧化100h后，经微弧氧化处理的钛合金的氧化增重量为2．08mg／cm^2，低于未经微弧氧化处理的钛合金的增重量（20mg／cm^2），因而微弧氧化能有效地提高钛合金的抗高温氧化性能。     

扩散处理对离子镀铝TiAl合金高温氧化性能的影响

利用多弧离子镀技术在TiAl合金表面制备纯铝层,分别进行720℃×2 h、780℃×2 h和840℃×2 h高温扩散处理,采用SEM、EDS和XRD分析了扩散铝层的微观组织及其相组成,并测试了不同扩散热处理工艺对合金高温氧化性能的影响.结果表明:随着扩散温度升高,镀铝扩散层厚度不断增加,扩散层由表及里形成Al2O3/TiAl3/TiAl2的结构特征,且内部Al元素浓度呈梯度分布;镀铝经扩散处理后的TiAl合金在850℃空气中的氧化速度主要受扩散层元素与基体元素之间的热扩散过程控制.氧化动力学曲线呈对数变化规律.当扩散工艺为840℃×2 h时,镀铝扩散层具有优良的抗高温氧化性能.     

预先热处理对ZAlSi12Cu2Mg1铝合金微弧氧化层的影响

对ZAlSi12Cu2Mg1铝合金分别按T1和T6进行预先热处理,然后在NaOH-Na2SiO3电解液体系下进行表面微弧氧化,并对微弧氧化层的结构及性能进行分析.利用电涡流测厚仪测量氧化层的厚度,用显微硬度计测量氧化层截面的显微硬度,并进行截面形貌观察,用XRD分析氧化层相组成.结果表明：在微弧氧化前,该合金进行的预先热处理对后续的微弧氧化影响很显著;在合金表面获得了较厚的微弧氧化层,氧化层与基体互相镶嵌,并结合良好.氧化层主要由α-Al2O3、γ-Al2O3、Al、Al2SiO5及非晶相组成.经T6处理合金所获得的微弧氧化层的结构和性能优于经T1处理的.     

锆合金表面交流微弧氧化膜组织与性能的研究

采用交流微弧氧化方法，在硅酸盐溶液中于锆合金表面沉积了一层厚约28μm的氧化膜。用扫描电镜（SEM），能谱（EDS）及X射线衍射（XRD）分析了氧化膜的组织形貌、元素分布及相组成。通过测量试样在5％NaCl溶液中的点腐蚀电位，评估了氧化膜的保护性能。研究结果表明：氧化膜自内而外分为3层，即过渡层，致密层和疏松层。疏松层厚度达18μm，与致密层的界面存在明显孔洞，因此结合性较差；过渡层和基体、致密层与过渡层之间结合牢固。Si元素存在于氧化膜中，这说明电解液中的SiO3^2-参与了微弧氧化反应。氧化膜主要由M-ZrO2相和T-ZrO2相组成。锆合金表面的微弧氧化膜具有良好的耐蚀性能。     

多弧离子镀铝对TiAl合金高温抗氧化性能的影响

利用多弧离子镀技术在TiAl合金表面制备镀铝层.采用SEM、EDS和XRD分析了膜层的显微组织、化学成分及其相组成,研究了镀铝层对TiAl合金的高温抗氧化性能的影响.结果表明:TiAl合金表面离子镀铝后,形成致密的纯铝层,经850℃×100 h高温氧化后,氧化膜外层为连续致密的A12O3,内层为扩散层TiAl3相,有效地提高了TiAl合金高温抗氧化性能; 经950℃×100h高温氧化后,表面氧化膜由A12O3及少量的TiO2组成,膜层中TiAl2为主要成膜相.对TiAl合金的抗高温氧化性能起到一定的提高作用.     

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。     

Effects of additives on corrosion and wear resistance of micro-arc oxidation coatings on TiAl alloy

Ceramic coating was deposited on TiAl alloy substrate by micro-arc oxidation(MAO)in a silicate-aluminate electrolyte solution with additives including sodium citrate,graphite and sodium tungstate.The microstructures and compositions were analyzed by SEM,EDX and XRD.The corrosion and wear properties of the coatings were investigated by potentiodynamic polarization and ball-on-disc wear test,respectively.The results show that the MAO coatings consist of WO3,Ti2O3,graphite and Al2O3 besides Al2TiO5 and Al2SiO5.With additives in the electrolyte,the working voltage at the micro-arc discharge stage decreases,and the ceramic coating gets smoother and more compact.The corrosion current density of MAO coating is much lower than that of TiAl substrate.It can be reduced from 9.81×10-8A/cm 2to 3.02×10-10A/cm 2 .The MAO coatings composed of hard Al2O3,WO3 and Ti2O3 obviously improve the wear resistance of TiAl alloy.The wear rate is-3.27×10-7g/(N·m).     

镁合金微弧氧化处理电压对陶瓷层的影响

研究了微弧氧化处理中起始电压U始、终止电压U终对陶瓷层的影响,发现电压是决定微弧氧化陶瓷层生长厚度及表面粗糙度的关键.结果表明:当起始电压U始相等时,终止电压U终(或△U)愈高,陶瓷层厚度愈厚;当终止电压U终相等时,起始电压U始愈高,陶瓷层厚度也愈厚.试样的表面粗糙度随微弧氧化处理终止电压U终的升高而增加,与U始变化的关系不明显.     

镁合金微弧氧化陶瓷层耐蚀性的电化学分析

采用IM6e型电化学工作站，测试了镁合金微弧氧化后陶瓷层的电化学阻抗(EIS)、稳态电流／电位极化曲(Steady State1／E Recording)以及Tafel斜率。结合测量结果对微弧氧化处理镁合金的耐蚀性进行分析。结果表明，经过微弧氧化处理后试样的电化学阻抗比未经处理原始试样的电化学阻抗高3个数量级。微弧氧化处理过程中存在一个最佳陶瓷层厚度，当超过或低于这个最佳厚度时，试样的耐蚀性都较差，只有达到这个最佳厚度时，试样的耐蚀性才是最佳的。     

镁合金微弧氧化及后续涂装耐蚀性电化学分析

采用IM6e型电化学工作站,对MB8镁合金微弧氧化及封孔涂装后试样进行电化学I/E极化曲线和Tafel斜率分析.结果表明:各种封孔工艺都能不同程度地提高微弧氧化陶瓷层的耐蚀性,其中电泳涂装降低腐蚀电流1个数量级,是良好的封孔工艺:采用水煮+有机树脂多种封孔工艺综合处理降低陶瓷层腐蚀电流2个数量级,耐蚀性最好.     

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。     

液相渗Si提高TiAl基合金的高温抗氧化性

使用液相Al—Si合金对TiAl基合金进行表面渗Si处理，可明显增强TiAl基合金的高温抗氧化性．经1273K，100h的恒温氧化后，不同的表面涂层使合金在40—100h之间的氧化速率降低了2个数量级，恒温氧化100h后的最终氧化皮脱落量也减少3个数量级．液相渗Si使TiAl基合金表面高温抗氧化性能得到大幅度改善，其根本原因是Si与TiAl中的元素Ti结合，降低了Ti的活度，相对增强了涂层中元素Al的活度，而且涂层中Al的绝对含量也得到明显提高，这些均抑制了高温氧化过程中TiO2的生成，涂层最外层形成了致密的Al2O3氧化膜．     

微弧氧化处理TC4表面微动磨损性能研究

利用微弧氧化技术在TC4钛合金表面制备高硬度陶瓷涂层,研究其表面抗微动磨损性能。结果显示陶瓷涂层主晶相为Al2TiO5相,硬度不均匀,由结合层向表面呈现先增高后降低的趋势,最高硬度达1150 HV0.05,远高于钛合金基体的硬度。微动磨损试验结果表明,陶瓷层的致密层起到主要防护作用。磨损初期阶段,疏松层脱落、细化、堆积同时伴随摩擦副较为严重的磨损;稳定阶段为滑动磨损,致密层磨损轻微,摩擦副磨损严重,钛合金磨屑由摩擦副向致密层转移。     

氯对TiAl基合金高温氧化行为的影响

研究了表面喷沙少量ＭｎＣｌ２及离子注入氯对ＴｉＡｌ基合金９５０℃恒温氧化行的影 响ＴｉＡｌ合金９５０℃氧化后氧化膜为ＴｉＯ２及Ａｌ２Ｏ３的混合物,表面涂少量ＭｎＣｌ２后, 合金氧化速度降低了４个数量级,氧化膜的成分主要为Ａｌ２Ｏ３,离子注入Ｃｌ在氧化初期也显著降低 了氧化速率,延迟了ＴｉＯ２形成时间。