添加不同稀土元素对固体包埋法在 304 不锈钢表面制备 Ti / Cr-RE 双层涂层电化学性能的影响

目的选择合适的稀土制备Ti/Cr-RE双层涂层,提高不锈钢的耐腐蚀性能。方法采用两步粉末包埋法,先在304不锈钢表面渗Ti,再制备稀土改性Cr涂层,获得Ti/Cr-RE双层涂层。通过添加不同的稀土氧化物Y2O3和Ce O2,获得两种双层涂层,对比分析涂层的表面形貌、断面形貌及物相组成,利用电化学测试方法测定304不锈钢基体及两种Ti/Cr-RE双层涂层在3.5%(质量分数)Na Cl溶液中的电化学腐蚀性能。结果添加不同稀土元素钇、铈,都能在渗Ti不锈钢表面形成一层致密、连续的稀土改性渗铬层。在两种稀土元素改性的Cr涂层中,稀土元素分别与Cr,Fe,Ni,Ti形成了金属间化合物。304不锈钢基体的自腐蚀电位为-0.324 V,腐蚀电流密度为0.1363μA/cm2;钇改性铬涂层的自腐蚀电位为-0.341 V,腐蚀电流密度为0.2058μA/cm2;铈改性铬涂层则具有更高的自腐蚀电位(-0.263 V)及更低的腐蚀电流密度(0.030 86μA/cm2)。结论钇改性铬涂层不能提高304不锈钢基体的耐腐蚀性能,铈改性铬涂层可以明显提高基体的耐腐蚀性能。     

等离子熔覆制备AlCrFeMnNi高熵合金涂层的微观组织与性能EI北大核心CSCD

对高熵合金涂层的成分设计已有较多探究,但针对无Co系高熵合金涂层研究较少。采用等离子熔覆技术在E32钢上制备AlCrFeMnNi高熵合金涂层,利用金相显微镜、SEM、EDS、XRD等对涂层的组织形貌、相结构及元素分布等进行观察分析,采用显微硬度计、电化学工作站、XPS表征涂层的硬度分布及耐腐蚀性能。结果表明,等离子熔覆制备的高熵合金涂层无裂纹、气孔等宏观缺陷,涂层为BCC结构;涂层平均硬度为411.6 HV0.5,为基体硬度的2倍以上;在质量分数3.5%的NaCl溶液中涂层的自腐蚀电位为-0.35V,自腐蚀电流密度为507 nA/cm^(2),基体的自腐蚀电位为-0.92V,自腐蚀电流密度为256μA/cm^(2),涂层的自腐蚀电位和极化电流密度较基体有大幅度提升,涂层的固溶强化作用和晶格畸变作用以及BCC结构的螺旋位错强化是提升涂层硬度的原因,均匀的元素分布和致密的钝化膜是其耐蚀性好的主要原因。通过等离子熔覆技术得到高强度、耐腐蚀性好无Co系高熵合金的涂层,可对易制备、低成本的高熵合金涂层的开发、制备和应用提供一定的技术支持。     

AZ31镁合金冷喷涂纳米晶铝涂层腐蚀性能

为了改善镁合金耐蚀性,采用冷喷涂技术在镁合金AZ31上制备出纳米晶铝涂层,分析了涂层的微观组织,通过电化学试验及中性盐雾试验研究了涂层及基体的腐蚀性能。试验结果表明,涂层的纳米晶结构成功保留,涂层组织致密、厚度均匀,涂层硬度到达111.44 HV0.025,明显高于镁合金基体的硬度(66.8 HV0.025);涂层的自腐蚀电位(-0.78 V)高于镁合金基体的自腐蚀电位(-1.79 V),涂层的自腐蚀电流密度(5.3×10-7A/cm2)比镁合金基体的自腐蚀电流密度(2.45×10-5A/cm2)低2个数量级,盐雾试验表明涂层的耐腐蚀性能明显优于镁合金基体。     

AZ91镁合金表面制备复合涂层耐蚀性研究

利用电弧喷涂和热扩散技术在AZ91D镁合金表面制备了复合涂层;采用扫描电镜、XRD衍射分析仪、动电位极化曲线测试等方法对复合涂层的微观形貌、相结构组成及在3.5%Na Cl溶液中的腐蚀行为进行研究与探讨。结果表明,AZ91D镁合金喷涂铝涂层经固态扩散锌处理后,获得了均匀致密的复合涂层,XRD结果显示,涂层由Zn-Al金属间化合物Zn Al2O4、Mg2Zn11及Al、Zn构成;极化曲线结果显示,复合涂层的自腐蚀电位正移到-1.36V,较AZ91D镁合金基体及铝涂层试样分别正移了约230、130m V;复合涂层自腐蚀电流密度4.7×10-5A·cm-2,较基材自腐蚀电流密度3.9×10-4A·cm-2降低。动电位极化曲线测试结果显示,形成的复合涂层组织极大地提高了AZ91D镁合金表面的耐腐蚀性能。     

电弧喷涂Al-Zn-Si-RE合金涂层与Al-Zn伪合金涂层的耐蚀性能对比

为研究Al-Zn-Si-RE合金涂层和相同Al含量的Al-Zn伪合金涂层耐蚀性能的不同,采用电弧喷涂技术在Q235钢表面制备了此两种合金涂层。通过盐水全浸实验和电化学测试技术对比研究了两种涂层的耐腐蚀性能,并将两种涂层的极化曲线与纯Zn、纯Al、Zn-15Al合金涂层进行了对比分析。使用扫描电镜、金相显微镜和X-射线衍射仪等手段测试分析了两种合金涂层腐蚀前后的微观组织形貌和相组成。结果表明,Al-Zn-Si-RE合金涂层的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度分别为-0.995V和3.319×10-6 A/cm2,腐蚀电位更正,腐蚀电流密度更低,耐蚀性更好,原因可能是致密的腐蚀产物膜抑制了腐蚀作用;Al-Zn-Si-RE合金涂层与伪合金涂层微观组织成分和相结构的不同引起腐蚀行为的差异,且Al-Zn-Si-RE合金涂层表现出更好的耐盐水腐蚀性能;稀土元素的存在有利于提高Al-Zn-Si-RE合金涂层的耐蚀性。     

高速电弧喷涂Fe基合金陶瓷涂层的耐蚀性

为提高海洋设备的耐海水腐蚀性能,采用高速电弧喷涂技术在Q235钢基体上制备Fe基合金陶瓷涂层,并研究有机硅树脂封闭后的耐蚀性.分析了涂层的微观形貌、硬度及电化学性能.结果表明Fe基合金陶瓷涂层组织均匀、结构致密,孔隙率为6.8％,经有机硅封闭处理后涂层的开路电位及腐蚀电位提高,腐蚀电流降低,等效电阻增大,耐腐蚀性能大幅提高.     

TC4钛合金真空脉冲渗氧腐蚀性能的研究

采用真空脉冲渗氧的方法在Ti6A14V钛合金表面制备渗氧层,通过失重法、电化学测试及扫描电镜分析对渗氧层腐蚀性能进行了研究。结果表明,渗氧层表面形貌为均匀致密的凹坑结构,在50 mL/L HF+200 mL/L HNO3混合体系中进行加速腐蚀后膜层表面基本保持完好,其腐蚀速率是基体腐蚀速率的1/13,自腐蚀电位由基体的-0.763 V提高到-0.483 V,腐蚀电流降低两个数量级,真空脉冲渗氧能极大地改善钛合金的耐腐蚀性。     

铜合金表面超音速微粒沉积镍基涂层的耐蚀性能研究

目的研究铜合金表面镍基合金涂层的耐腐蚀性能,解决铜合金表面腐蚀损伤问题。方法采用超音速微粒沉积技术在黄铜表面制备镍基合金涂层,通过电化学方法和中性盐雾实验对黄铜基体及镍基合金涂层的耐腐蚀性能进行测试。结果涂层的腐蚀电流密度较基体降低了34倍。涂层表面生成的连续且致密的氧化膜阻止了腐蚀的进一步发生,在盐雾腐蚀时间进行到500 h时,腐蚀速度接近于零,涂层腐蚀缓慢。结论超音速微粒沉积技术可以制备耐腐蚀性能优异的镍基合金涂层,并且可以显著提高黄铜的基体耐蚀性。     

石墨对TA7钛合金表面微弧氧化涂层组织及耐蚀性的影响

为提高TA7钛合金的耐腐蚀和耐磨损性能,在钛合金表面制备了微弧氧化涂层,研究了石墨颗粒对微弧氧化涂层组织结构及耐蚀性的影响。结果表明,在基础电解液中加入石墨颗粒能够显著提高TA7钛合金微弧氧化涂层的厚度,降低微弧氧化涂层的表面粗糙度和显微硬度,且随着石墨含量的升高,微弧氧化涂层的厚度增大,但显微硬度减小,表面粗糙度基本保持不变;微弧氧化涂层的物相主要有高温稳定相金红石及锐钛矿;微弧氧化处理提高了TA7钛合金的自腐蚀电位,降低了腐蚀电流密度,石墨颗粒的加入进一步提高了自腐蚀电位,降低了腐蚀电流密度,显著提高了微弧氧化涂层的耐蚀性。     

模拟PEMFC环境下纳米晶ZrC涂层钛合金双极板的性能研究

采用双阴极等离子溅射沉积技术,在Ti-6A1-4V合金表面制备了厚度为10μm、平均晶粒尺寸为12 nm的ZrC纳米晶涂层。研究了改性前后钛合金双极板在质子交换膜燃料电池环境中的耐腐蚀性能、导电性能以及憎水性能。结果表明:在模拟PEMFC阴/阳极环境中,纳米晶ZrC涂层的腐蚀电位明显高于Ti-6A1-4V合金,而腐蚀电流密度较Ti-6A1-4V合金降低约4个数量级。在+0.6 V阴极工作电极电位下,纳米晶ZrC涂层具有更快的成膜速率以及更高的钝化膜稳定性;而在–0.1 V阳极工作电极电位下,ZrC纳米晶涂层则呈现出阴极保护特征。     

RE-N-C-V-Nb盐浴多元共渗H13钢的显微组织与耐腐蚀性能

分别采用RE-N-C-V-Nb盐浴多元共渗技术和淬火+回火热处理方法制备了2种H13钢试样。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪观察经RE-N-C-V-Nb盐浴多元共渗处理后H13钢的显微组织结构。采用动电位极化曲线、阻抗谱等方法研究了RE-N-C-V-Nb盐浴多元共渗与淬火+回火2种方法处理后H13钢的耐腐蚀性能。结果表明:多元共渗的渗层由细小均匀、致密性好且呈弥散性分布的氮碳化合物组成;在3.0%的NaCl溶液中,其自腐蚀电位和极化电阻分别为-0.946V和1 574Ω·cm2,高于淬火+回火钢的相应值;自腐蚀电流密度和腐蚀速率分别为1.017mA/cm2和0.119 68mm/a,低于淬火+回火的相应值;其腐蚀特征以点蚀和均匀腐蚀出现,而淬火+回火钢以点腐蚀和晶间腐蚀出现。这表明H13钢经过RE-NC-V-Nb盐浴多元共渗处理后具有较高的耐腐蚀性能。     

AISI 410钢膏剂渗硼工艺渗层的组织与性能

通过膏剂渗硼工艺对AISI 410钢进行表面强化,分析了渗硼层的组织形貌,并测试了其硬度、耐磨损性能以及耐腐蚀性能。结果表明,渗硼层主要由FeB、Fe₂B相组成,渗硼层/母材的结合界面较平坦;渗硼层外渗区硬度达1400 HV0.5以上,内渗区硬度达1100 HV0.5以上;渗硼处理后试样表面摩擦因数和截面磨痕面积显著减小,耐磨损性能得到改善;在电化学腐蚀试验中,渗硼试样自腐蚀电位大于母材试样、自腐蚀电流密度小于母材试样,说明渗硼处理降低了AISI 410钢表面的腐蚀倾向,其表面耐蚀性得到提高。     

AZ31B镁合金表面火焰喷涂Al-Mg_2Si涂层的耐腐蚀性能

为提高AZ31B镁合金表面的耐腐蚀性能,用火焰喷涂方法在镁合金表面制备Al-Mg_2Si复合涂层。采用XRD、SEM和EDS分析涂层的物相组成、微观组织及元素分布;通过电化学试验测试样品在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电位、腐蚀电流密度;通过3.5%NaCl溶液浸泡试验测试样品的腐蚀速率;并测试涂层的显微硬度。结果表明:涂层中的主要物相有Mg_2Si、Al,组织比较致密,元素分布均匀。Tafel极化曲线测试表明,Al-Mg_2Si涂层样品与AZ31B镁合金样品相比腐蚀电位从-1.489 V正移到-1.366 V,腐蚀电流密度从2.817×10~(-3) A/cm~2降低到1.198×10~(-3) A/cm~2。浸泡试验结果表明,喷涂Al-Mg_2Si的镁合金的腐蚀速率明显低于没有喷涂的镁合金。显微硬度测试表明,涂层的显微硬度集中分布在259~308 HV0.05之间,镁合金为50~60 HV0.05。因此在AZ31B镁合金表面火焰喷涂Al-Mg_2Si涂层可以提高其耐腐蚀性能,表面硬度显著提高。     

NdFeB基体ZrN涂层的耐腐蚀性能

采用离子镀技术在NdFeB基体上沉积ZrN、ZrN/Zr多层和TiN/Ti多层涂层,考察了其耐腐蚀性能,分析了腐蚀过程.采用静态全浸腐蚀试验(20 % NaCl, 20 ℃)测定其失重曲线,扫描电子显微镜(SEM)分析腐蚀前、后的涂层表面形貌变化及腐蚀过程,用CHI600B系列电化学分析仪测试极化电位.试验发现:未镀层NdFeB基体在4 h后明显失重,随时间延长失重速率增加.施加涂层基体10 h后失重,随时间失重速率增加,但小于未镀层试样.NdFeB基体的自腐蚀电位约﹣1.037 V,腐蚀电流1.69×10-3 A/cm2;施加涂层后自腐蚀电位向正向移动0.131V(TiN/Ti)～0.258 V(ZrN),腐蚀电流10-5～10-6 A/cm2;ZrN/Zr涂层由7层增加到14层后,腐蚀电位提高0.037 V,腐蚀电流降低.结果说明:离子镀沉积ZrN系列涂层显著提高NdFeB耐腐蚀性能.增加ZrN/Zr周期能够提高耐蚀性能.腐蚀源首先在涂层表面缺陷与基体结合部位形成.一旦形成腐蚀源,NaCl晶体即在基体上结晶并生长,随着此过程进行,涂层逐步腐蚀.     

冷喷涂及阳极氧化复合处理对WE43镁合金耐蚀性能的影响

通过冷喷涂、冷喷涂-阳极氧化对WE43镁合金进行复合表面处理,采用高锰酸钾点滴试验,动电位极化曲线,扫描电镜(SEM/EDS),X射线衍射(XRD)等测试手段,研究了涂层的腐蚀行为。结果表明,经冷喷涂处理制备的涂层表面致密,相较于镁合金基体自腐蚀电位提高了0.864 V,自腐蚀电流密度降低至2.1×10^-5 A/cm²,点滴试验时间由5 s增加至59 s;冷喷涂-阳极氧化复合涂层相较于镁合金基体自腐蚀电位提高了1.097V,自腐蚀电流密度降低至3.16×10^-7 A/cm²,自腐蚀电流密度相较于单一冷喷涂处理下降了两个数量级,点滴试验时间由5 s增加至478 s;采用冷喷涂处理和冷喷涂-阳极氧化复合处理均能提高WE43镁合金的耐蚀性能。     

Mo-Ni-B系三元硼化物陶瓷涂层激光熔覆制备及其腐蚀性能

采用激光熔覆技术在Q235钢表面原位合成了Mo2NiB2陶瓷涂层。利用扫描电镜和静态浸泡法、电化学方法研究了涂层的显微组织及耐腐蚀性能。结果表明,涂层与基材形成了良好的冶金结合,组织致密,增强相分布较为均匀且无明显的裂纹和孔洞。在3.5%NaCl溶液中,涂层的腐蚀电位明显比基材正移,腐蚀电流密度约为基材的1/4,说明Mo2NiB2陶瓷涂层显著提高了基材的耐腐蚀性能。     

电压对AZ31镁合金微弧氧化涂层微观结构及腐蚀性能的影响

为研究过程参数对镁合金微弧氧化涂层的微观结构及耐腐蚀性能的影响,在AZ31镁合金基体上,采用不同电压,在电解液磷酸三钠(Na3PO4)中制备微弧氧化涂层.采用扫描电子显微镜(SEM)及光学显微镜,分析膜层腐蚀前后的微观组织结构;通过X射线衍射仪(XRD)分析涂层样品腐蚀前后的相组成.采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)测试对涂层的耐腐蚀性能进行评价.结果表明:AZ31镁合金微弧氧化涂层主要由Mg3(PO4)2,MgO,Mg和少量MgAl2O4组成,腐蚀产物由Mg(OH)2,quintinite和Ca10(PO4)6 (OH)2组成.在电压为325 V,频率3 000 Hz,氧化时间为5 min下制备的微弧氧化涂层具有最致密均匀的微观形貌和最小的腐蚀电流密度,因此表现出最强的耐腐蚀性能.     

TC4钛合金表面沉积CrAlSiN涂层的组织与性能

为了提高TC4钛合金表面硬度和耐磨性能,通过等离子渗氮技术和多弧离子镀技术相结合的方法对TC4钛合金进行表面改性处理。通过扫描电镜、维氏显微硬度计、三维轮廓仪、高速往复摩擦磨损试验仪和电化学工作站,对比研究了TC4钛合金、渗氮层和CrAlSiN涂层的显微组织、硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能。结果表明,经渗氮处理后,TC4合金表面渗氮层硬度提高了约2倍,在此基础上制备的CrAlSiN涂层的平均硬度高达3222 HV0.025,涂层表面存在少许大颗粒和凹坑;CrAlSiN涂层平均摩擦因数为0.22,磨损机理主要为粘着磨损,对磨副的材料粘着到涂层表面,而涂层几乎无磨损,耐磨性能显著提高。CrAlSiN涂层的自腐蚀电位为-0.542 V,比TC4钛合金基体的自腐蚀电位-0.747 V正移了0.205 V,表明在渗氮层基础上沉积CrAlSiN涂层显著提高了合金的耐电化学腐蚀性能。     

Ti-Nb-Zr-Sn合金电化学腐蚀行为研究

采用粉末冶金法制备生物医用β钛合金Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn(TNZS),采用恒电位极化曲线法研究合金在模拟人体体液(Hank’s)中的电化学腐蚀行为,通过测量合金在模拟人体体液中的自腐蚀电位、自腐蚀电流密度和极化电阻等电化学参数来比较不同烧结工艺下钛合金的耐腐蚀性能。结果表明,在1250℃烧结2 h所制备的TNZS合金自腐蚀电位为-962 mV,自腐蚀电流密度为410 nA.cm-2,极化电阻39.51 kΩ.cm-2,有相对较好的耐腐蚀性,合金本身自有的孔隙成为腐蚀活性位置。     

超音速火焰喷涂FeCrSiBMn非晶/纳米晶涂层的长期腐蚀行为（英文）

采用超音速火焰(HVOF)喷涂技术制备FeCrSiBMn非晶纳米晶涂层,涂层厚度为700μm,孔隙率为0.65%。利用动电位极化曲线和电化学阻抗谱测试研究FeCrSiBMn涂层和对比样镀铬层在3.5%溶液中的长期腐蚀行为。结果表明,与镀铬层相比,FeCrSiBMn涂层具有较高的腐蚀电位和较低的腐蚀电流密度。FeCrSiBMn涂层的孔隙电阻(Rp)和电荷转移电阻(Rct)比镀铬层的高。此外,在Na Cl溶液中浸泡28 d后,FeCrSiBMn涂层表面仅观察到微小的孔隙。FeCrSiBMn涂层与镀铬层相比具有优异的耐腐蚀性能。这主要与FeCrSiBMn涂层致密的结构,较低的孔隙率及非晶相的存在有关。