纳米TiO2对D16T铝合金微弧氧化膜耐磨性的影响及机理

目的 提高D16T铝合金的耐磨损性能。方法 通过向硅酸盐和磷酸盐混合电解液体系中添加2 g/L纳米TiO2添加剂,利用微弧氧化技术在其表面制备微弧氧化陶瓷膜。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）、显微硬度计、厚度测试仪、摩擦磨损试验机等,研究了纳米TiO2添加剂对D16T铝合金微弧氧化膜的结构和耐磨损性能的影响及机理。结果 纳米TiO2的添加使得微弧氧化膜层的表面变得更加平整、致密,具有更少的微孔和裂纹,大大改善了膜层结构。相比于未添加纳米TiO2的电解液中制得的微弧氧化膜,在含纳米TiO2的电解液中所制得的微弧氧化膜中有新相TiO2生成,并且促使更多的α-Al2O3相和γ-Al2O3相生成,使膜层厚度得到明显增加,膜厚达31.2 μm,显微硬度也得到显著提高,达510HV。纳米TiO2的添加,降低了D16T微弧氧化膜层试样的摩擦系数,平均摩擦系数为0.45,明显低于不含纳米TiO2的D16T微弧氧化膜层试样的摩擦系数（0.75）。结论 加入到电解液中的纳米TiO2在微弧氧化反应过程中已进入到所形成的氧化膜层,并且填充了膜层中的微孔和裂纹,改善了膜层结构,增加了膜层厚度,显著提高了微弧氧化膜层的显微硬度和耐磨损性能。     

含石墨烯纳米片电解液中电流密度对2024铝合金微弧氧化膜性能的影响

目的研究电流密度对陶瓷膜层厚度、硬度及耐磨、耐腐蚀性能的影响。方法在含有氢氧化钠和硅酸钠的电解液中添加石墨烯纳米片(GNPs),采用脉冲直流模式实现不同电流密度条件下2024铝合金的微弧氧化(MAO)处理。采用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对膜层形貌和成分进行了分析,借助电化学极化曲线测试了膜层的耐腐蚀性能,使用X射线衍射仪(XRD)表征了试样的相组成,利用多功能材料表面性能试验机测定了陶瓷膜表面力学性能。结果电流密度从1 A/dm~2增加到5 A/dm~2时,含GNPs的陶瓷膜层厚度由4.2μm增加到5.8μm,不含GNPs的膜层厚度由2.7μm增加到4.5μm。电流密度为1 A/dm~2时,含GNPs的膜层硬度达到163 HV,比同电流密度下不含GNPs的膜层硬度提高63%。电流密度为1 A/dm~2时,摩擦系数约为0.5;电流密度达到5 A/dm~2时,摩擦系数降低为0.3,膜层的耐磨性能提高。电流密度为3 A/dm~2时,自腐蚀电位开始逐渐升高,而自腐蚀电流呈下降趋势,生成的陶瓷膜的耐蚀性最好。电流密度对陶瓷膜成分的影响不明显。结论试样致密层的摩擦系数随电流密度的增大而显著降低,耐磨性能提高。提高电流密度可有效减少膜层上放电孔洞的数量和尺寸,改善膜层的耐蚀性,电流密度达到3 A/dm~2时,膜层的耐蚀性能最佳。引入GNPs可提高膜层的厚度、硬度、耐磨性能、耐腐蚀性能。     

氧化石墨烯对钛合金微弧氧化膜磨损与腐蚀性影响

为改善Ti-5Al-1V-1Sn-1Zr-0.8Mo合金微弧氧化膜的耐磨和耐腐蚀性,向电解液中添加0-1.00g/L的氧化石墨烯制备微弧氧化膜。对微弧氧化膜的厚度、粗糙度、微观形貌及组成进行了表征,并对膜层的耐磨性及耐腐蚀性进行了测试分析。结果表明,随着氧化石墨烯加入量增加,氧化膜厚度从102.3 μm增加为115.3 μm,粗糙度从56.7 μm减少为32.9 μm;未加入氧化石墨烯时,膜层表面的微孔直径大小约为10-60 μm,且有大量微裂纹,随着氧化石墨烯的加入,微孔直径减小,在加入量为0.75 g/L和1.00 g/L时,微孔直径稳定于10-20 μm左右;XRD结果显示,加入氧化石墨烯后,膜层中的金红石相TiO₂含量略有增加,磨损过程中膜层质量损失较未加入时有了显著的降低;加入0.75 g/L的氧化石墨烯后,膜层与基体合金的结合力最大,达到53.3 N,较未加入氧化石墨烯的膜层增加了6.2 N;经盐雾腐蚀480 h后,氧化石墨烯加入量为0.75 g/L和1.00 g/L的膜层具有更好的耐腐蚀性能。     

铝合金微弧氧化膜层耐蚀性研究现状

铝合金微弧氧化技术是提高其表面性能的一项重要技术,微弧氧化膜层的耐蚀性直接影响其适用范围。较系统地总结了铝合金微弧氧化中影响膜层耐蚀性的因素,包括电解液和电参数2大部分。电解液主要由主盐、添加剂及NaOH等组分组成;电参数主要是电流、电压、占空比及频率等因素。提出了几种提高微弧氧化膜层耐蚀性的后处理方法,探讨了各因素对膜层耐蚀性影响的作用机理。     

稀土铈掺杂石墨烯对7050铝合金微弧氧化膜层结构与性能的影响

采用微弧氧化(MAO)技术,以硅酸盐为主要电解液成分,通过加入稀土元素铈以及石墨烯添加剂,在7050高强铝合金表面制备微弧氧化膜层。利用扫描电镜(SEM)、体视显微镜、X射线衍射仪(XRD)、摩擦磨损试验机以及电化学工作站研究微弧氧化陶瓷膜层的形貌、粗糙度、相组成和元素分布以及耐磨性和耐蚀性。结果表明:同时加入4 g/L CeO₂和10 g/L的石墨烯制备的复合膜层表面微孔尺寸明显降低,结构致密,耐磨性较好,粗糙度最低(1516.03 nm),膜层主要由α-Al₂O₃和γ-Al₂O₃组成。且此时的复合膜层自腐蚀电位最大,自腐蚀电流最小,耐腐蚀性最佳。     

钒掺杂对铝合金微弧氧化层结构和性能影响

通过在电解液中添加NH4VO3制备了钒掺杂铝合金微弧氧化层,研究了不同添加浓度对铝合金微弧氧化层结构和性能的影响。利用扫描电镜(SEM)观察微弧氧化层表面形貌,能谱(EDS)仪分析了膜层V、O元素含量,XPS测定V、O元素的价态,X射线衍射(XRD)仪分析了相组成,极化曲线评定了耐蚀性。结果表明,微弧放电区温度高于1714.38K时?3VO开始转变形成V2O5,低熔点的V2O5在电弧作用下优先熔化而抑制了微弧氧化层表面多孔层的形成。钒掺杂对微弧氧化层相组成影响较小,有利于提高膜层的厚度和耐蚀性。     

不同铝合金基体黑色微弧氧化膜的厚度对其结构和性能的影响*

铝合金广泛应用于各个领域,铝合金表面防腐技术前景十分广阔。采用恒流的方式分别在 7075、7A04 和 2A12 三种不同铝合金基体表面进行黑色微弧氧化膜层的制备。通过扫描电子显微镜、X 射线衍射仪、显微硬度测试仪、摩擦磨损试验机和电化学试验研究不同铝合金基体表面黑色微弧氧化膜的微观组织、硬度、耐磨性和耐蚀性。随着膜层厚度的增加,膜层的致密度大幅提高,平均孔隙率降低至 0.8%,膜层中 α-Al₂O₃的比例增加,耐磨性显著提高,在黑色陶瓷颗粒的自润滑作用下,复合膜层的摩擦因数从 0.6 降至 0.3,摩擦曲线的变化趋势更平稳。黑色膜层厚度从 40 μm 提高到 60 μm,三种铝合金基体的黑色氧化膜层均明显提高,最高达到 916 HV。电化学试验结果 60 μm 黑色微弧氧化膜层的腐蚀电流密度比 40 μm 的降低两个数量级,自腐蚀电位可提高 200 mV,钝化性能增强,膜层耐蚀性显著提升。     

占空比对6061铝合金微弧氧化膜层结构与耐蚀性的影响

研究双极性脉冲电源的阴、阳极占空比对6061铝合金微弧氧化陶瓷膜层的组成、结构、形貌及耐蚀性的影响。研究发现,阴、阳极占空比da/dc对膜层的组成、形貌、耐蚀性及生长过程均有明显的影响。da+dc<1时,成膜层速率缓慢;膜层的表面粗糙度和莫来石所占比例随阴、阳极占空比da/dc的增大而增大;da/dc比值过大或过小均不利于获得致密性良好的MAO膜层以提高其耐蚀性能;若da/dc≠1,阳极电压在微弧放电第三阶段出现明显的跃升突变现象     

硫化铟对ZL108铝合金微弧氧化膜层结构和耐腐蚀性能的影响

在含有In2S3的硅酸盐电解液中对ZL108铝合金进行了微弧氧化处理.采用扫描电镜(SEM)、光学轮廓仪、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和电化学工作站等检测手段,研究了添加In2S3对MAO膜层微观结构、相组成和耐蚀性等的影响.结果表明,In2S3的加入提高了微弧氧化电压,使膜层成膜速率增加,从而导致...     

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。     

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。     

2D12-T4铝合金微弧氧化膜的性能研究

对2D12-T4热处理状态铝合金微弧氧化防护膜层的拉伸强度和疲劳性能进行了研究.结果表明,随着氧化时间的增加,膜层厚度正比增加,膜层主要由γ-Al₂O₃和α-Al₂O₃及大量的非晶相构成;微弧氧化对基体的拉伸强度等力学性能影响较小,但会显著降低材料的疲劳性能,降低超过基体的100倍.     

电流密度对TC11钛合金微弧氧化性能的影响

以硅酸钠(Na2SiO3)和钨酸钠(Na2WO4)为电解质在TC11钛合金表面生成一层微弧氧化膜。使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和显微硬度测试仪等观察涂层表面形貌和横截面形貌以及内外陶瓷膜层的显微硬度。结果表明,与基体钛合金相比,当电流密度为9 A/dm2,膜层的显微硬度得到提高,但附着力有所降低。此外,在3.5%NaCl和30%H2SO4溶液中比较分析了膜层的电化学腐蚀和一般腐蚀,当电流密度为9 A/dm2时,在30%H2SO4溶液中的膜层具有较低的自腐蚀电流密度。最后,通过SiC和膜层的对磨实验研究了膜层的磨损机理。     

6061铝合金微弧氧化着色工艺研究

采用微弧氧化工艺对6061铝合金手柄表面进行处理,研究了电解液的成分及浓度、微弧氧化电参数对氧化膜耐磨性和颜色的影响.结果表明:随着氧化时间和电流密度的增加,膜层与基体的结合强度增大,但电流密度过大会烧蚀膜层;在电解液中添加KMnO_4可以获得黑色陶瓷膜,添加Na_2 WO_4可制备黄色陶瓷膜;改变电解液成分及浓度、微...     

微弧氧化提高铝合金耐磨性能的研究

目的改善铝合金的综合性能,尤其是耐磨性。方法采用微弧氧化技术,在铝合金表面制备具有自润滑效果的微弧氧化陶瓷膜层。通过分析电解参数(电流密度、频级和能级)对微弧氧化陶瓷膜耐磨性的影响,以及添加剂石墨对陶瓷膜厚度、表面形貌、相组成、耐磨性和耐蚀性的影响,探索可以提高铝合金表面微弧氧化陶瓷膜综合性能的电解参数,研究石墨在铝合金微弧氧化中所起的作用。结果确定了最佳电解参数。添加剂石墨不仅降低了铝合金陶瓷膜的摩擦系数,同时也提高了铝合金的耐蚀性。结论在铝合金微弧氧化中,石墨的自润滑特性和超高的导电性促进了铝合金在微弧氧化过程中成膜反应的进行,增加了陶瓷膜层的厚度,同时对试样表面有光滑、整平的作用。     

镁合金抑弧氧化膜层的结构及性能研究

目的了解镁合金抑弧氧化膜层的结构、成分及性能。方法在含有机胺的碱性电解液中,对AZ80镁合金进行抑弧氧化,采用扫描电子显微镜分析、X射线能谱分析、电化学极化曲线测试、摩擦磨损实验等手段测定氧化膜层的结构组成及耐蚀、耐磨性能。结果镁合金抑弧氧化膜层呈双层结构,表层疏松多孔,底层致密。疏松层的摩擦系数在0.2以下,致密层的摩擦系数约为0.8。镁合金经抑弧氧化处理后,腐蚀电位比氧化前仅略有降低,但腐蚀电流密度降低显著。结论抑弧氧化膜降低了镁合金材料的腐蚀速率,提高了其耐蚀、耐磨性能。     

氧化时间对 ZA 43 合金微弧氧化膜摩擦磨损性能的影响

目的研究ZA43合金微弧氧化陶瓷膜的摩擦磨损特性随氧化时间的变化规律。方法制备微弧氧化时间不同的ZA43合金微弧氧化陶瓷膜样品,采用球-盘磨损方法进行摩擦磨损实验,分析陶瓷膜磨损前后的形貌、物相组成及元素组成,测试膜层厚度和显微硬度。结果陶瓷膜主要由α-Al2O3和γ-Al2O3相组成。随着氧化时间的延长,陶瓷膜厚度和平均硬度逐渐增大。在干摩擦条件下,陶瓷膜的摩擦系数和磨损失重随氧化时间的延长而降低。结论随着氧化时间的延长,ZA43合金微弧氧化陶瓷膜的耐磨性逐渐提高,其磨损机制以磨粒磨损为主。     

船用钛合金微弧氧化膜的性能及其研究进展

钛合金密度小、比强度高、可加工性好及耐海水腐蚀性强,是一种优秀的船舶材料.然而钛合金较低的耐磨性能、耐高温氧化性能及其对异种金属的电偶腐蚀等制约了其在船舶中实际应用.通过微弧氧化在钛合金表面原位生长氧化物陶瓷层,可显著改善钛合金的以上性能.文中综述了国内外船用钛合金微弧氧化研究进展及微弧氧化对钛合金的耐磨性、耐蚀性、结合强度及抗高温氧化性能的研究现状,展望了微弧氧化技术改善船用钛合金表面性能的发展趋势.