Al-Si合金微弧氧化膜热防护性能研究

利用SEM、EDS、XRD及导热系数测试仪研究不同厚度高硅铝合金微弧氧化膜层的结构特点及其导热性能,用数值分析方法优化最佳隔热性能膜层厚,并用热震试验研究膜层的耐热冲击性能。结果表明:随氧化膜厚度的增加,膜层莫来石相含量增加、致密性提高;膜层导热系数随膜厚的增加而增大,随环境温度的升高而减小;环境温度从298 K上升到623 K,氧化膜导热系数减少约70%,相对于基体合金降低2~3个数量级;膜层分别经60次空冷和水冷热震试验,表面均未出现肉眼可见的裂纹。     

电流密度对Al-Si合金微弧氧化膜结构及耐蚀性的影响

采用微弧氧化技术在Al-Si合金表面制备氧化物陶瓷膜层,利用激光共聚焦显微镜、SEM、EDS、XRD、极化曲线等测试方法研究电流密度对Al-Si合金微弧氧化膜层的生长过程、微观结构、元素成分、相组成和耐蚀性的影响规律。结果表明:随电流密度的增大,起弧所需时间减短,膜层厚度和粗糙度均增加,膜层生长速率先增大后减小。电流密度较小时,氧化膜生成相为γ-Al_2O_3,当电流密度达到13.3 A/dm~2时,氧化物生成相出现α-Al_2O_3和莫来石相。当电流密度小于16.6 A/dm~2时,氧化膜的耐蚀性随电流密度增大而增强;当电流密度大于16.6 A/dm~2时,氧化膜耐蚀性能降低,相对于合金基体,氧化膜始钝电位降低,维钝电流密度降低两个数量级。     

微弧氧化研究进展

详细综述微弧氧化的国内外研究现状;介绍并分析微弧氧化的性能特点和影响因素;概括总结微弧氧化技术的能耗研究和应用领域;展望微弧氧化的发展趋势和前景。     

铝合金微弧氧化陶瓷层的耐磨性能

用微弧氧化方法 ,在 LY1 2基体上制备了陶瓷层 ,对陶瓷层的组织结构和摩擦学行为进行了研究。结果表明 ,陶瓷层分为疏松层和致密层 ,膜基结合良好 ,致密层主要由 Al- Si- O和 Al2 O3相组成 ,其硬度高达 HV1 70 0以上 ,耐磨性能与硬质合金相当     

镁合金表面微弧氧化耐蚀膜层研究与应用进展

介绍微弧氧化技术及其在典型镁合金构件上的应用现状,概述不同电解液体系与组分、氧化时间和电源类型与电参数等因素对耐蚀膜层结构和性能的影响研究进展,提出镁合金微弧氧化耐蚀膜层研究与应用过程中亟待解决的不足。     

镁合金微弧氧化热力学和动力学分析

对镁合金微弧氧化过程中的热力学和动力学进行了计算和分析。结果表明,微弧氧化过程满足热力学条件,微弧氧化不是一个典型的形核长大过程。膜层是在不断击穿、生成、烧结、排泄堆积等过程中生长起来的,而且在反应过程中,膜层的生成是由反应电压、电流、电解液体系、pH值等各种工艺参数所控制的。     

铝合金微弧氧化技术研究概况

综述了铝合金微弧氧化技术的原理及陶瓷膜的特点。着重分析总结电流密度、电压与频率、占空比等电参量因素对陶瓷膜性能的影响,介绍铝合金微弧氧化中常用的电解液组成,简要描述微弧氧化陶瓷膜的硬度、耐磨、断裂、耐腐蚀等性能。     

添加剂对铝合金微弧氧化陶瓷涂层结构和耐磨性能的影响

研究了微弧氧化电解液中,加入无机盐(钨酸钠)和颗粒(SiC)添加剂,对铝合金表面微弧氧化陶瓷涂层结构及性能的影响.结果表明,钨酸钠添加剂的加入不仅抑制了陶瓷涂层中多孔层的形成,而且对于改善涂层相结构,提高陶瓷涂层耐磨性能也具有较为明显的作用;SiC颗粒能够进入陶瓷涂层,进一步改善了涂层的耐磨性.     

新型Al-Si合金

<正>日本专利JP2006 137994中公布的新型Al-Si合金中的主要成分是(质量分数):1.5%≤Cu<3.8%、Si7.5%～12.0%、Mg0.3%～1.5%、Ag0.1%～0.5%,合金中还可以加入Zn0.5%～4.0%、Ti0.02%～0.2%或Ca0.003%～0.03%。采用模铸成型方法制造零部件,零部件     

石墨烯对镁合金微弧氧化层结构及性能的影响

采用在微弧氧化溶液中添加石墨烯的方法在镁合金表面制备一层微弧氧化层,用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和四探针电阻测试仪对微弧氧化层的表面形貌、组成成分及导电性能进行分析测试。结果表明:添加石墨烯后微弧氧化层表面的孔洞数量明显增加,且均匀分布在整个表面,但孔洞的尺寸大大缩小;石墨烯在微弧氧化层孔洞中的含量明显高于致密部位;虽然镁合金微弧氧化层中局部的石墨烯原子数分数达到30%以上,但氧化层的导电性没有发生明显改变。     

氧化时间对7075铝合金微弧氧化陶瓷层组织结构及性能的影响

采用以铝酸盐为主的碱性水溶液,对7075超高强度铝合金进行不同时间的微弧氧化表面处理,通过SEM和XRD对氧化陶瓷层的组织结构进行分析,研究不同微弧氧化时间对显微硬度、磨损性能和电化学性能的影响。结果表明:制备的陶瓷层致密,厚度大于50μm,与基体材料形成冶金结合;陶瓷膜层由γ-Al2O3和α-Al2O3两相组成,其中γ-Al2O3相含量较多,并且随着微弧氧化时间的延长,表面粗糙度增加,α-Al2O3相数量增加,陶瓷层具有高的显微硬度(1 423HV0.1),且抗蚀性和抗耐磨性能增强。     

铝基复合材料表面微弧氧化涂覆陶瓷膜研究

用微弧氧化方法在铝基复合材料表面制备了陶瓷膜，并对其截面进行了金相观察、膜厚、显微硬度测试及成份分析。结果表明，陶瓷膜主要由莫来石相和氧化铝相组成。陶瓷膜分为两层，最外层多孔疏松，厚度约为５０μｍ，内层较为致密，厚度约为１００μｍ，最高显微硬度为ＨＭ１５００左右。     

镁合金微弧氧化膜表面层与致密层界面组织的研究

研究镁合金微弧氧化膜的表面层与致密层界面处的组织形态。在磷酸盐碱性电解液(5～20g/LNaH2PO4,1～5g/LNaOH,5～8g/LKF,0.5～2g/LNa3C6H5O7,0.5～2g/LEDTA)中,以AZ91镁合金为基体制备出微弧氧化陶瓷薄膜,制备时采用恒电流控制模式,电流密度为10～30A/dm2。采用透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)研究氧化薄膜界面及附近区域的微观结构。结果表明:微弧氧化膜的表面层靠近表面层与致密层界面处的组织以微晶和纳米晶为主,含有少量非晶态物质;微弧氧化膜的表面层与致密层界面处的组织以非晶态物质为主;微弧氧化膜的致密层靠近表面层与致密层界面处的组织为混晶组织,主要为MgO晶粒,少量为MgAlO4晶粒,并含有少量非晶态物质。     

基于GA-BP神经网络的镁合金微弧氧化膜层厚度预测

为直观地检验膜层的质量,建立微弧氧化工艺参数(电流大小、脉冲宽度、氧化时间)与微弧氧化膜层厚度之间的反向传播(BP)神经网络预测模型,其结构为3-10-1(即3个输入神经元,10个隐含层节点,1个输出神经元)。采用遗传算法(GA)优化BP神经网络的初始权值和阈值,构建基于遗传算法神经网络的膜厚预测模型。用GA-BP神经网络对膜厚进行模型仿真,并将仿真结果与BP神经网络模型仿真结果进行对比。结果表明,GA-BP网络模型预测值的平均误差为1.65%,最大误差为9.75%,而BP模型预测结果的平均误差为8.62%,最大误差为13.68%。GA-BP神经网络模型预测精度要优于BP神经网络模型。     

铝合金微弧氧化膜白色斑点成因分析

用硅酸盐体系电解液进行铝合金微弧氧化时,氧化膜表面出现白色斑点状物,影响零件质量和外观,对这种白色斑点状物进行EDS和XRD成分测试,同时还对形成原因进行分析。结果表明,白色斑点状物是由SiO2聚集而成。     

铝合金硅酸盐系微弧氧化陶瓷层形成机制的研究

选择硅酸盐系电解液,用微弧氧化方法在LY12基体上制备了陶瓷层。用扫描电镜、能谱仪等研究了不同氧化时间形成陶瓷层的成分分布和组织变化规律。结果表明:氧化初期,陶瓷层生长主要是疏松层的增厚过程;在60-180min的氧化中期,陶瓷层增厚包括了疏松层生长和致密层生长两个过程,前半段由疏松层向外生长为主,后半段以致密层向基体内部生长为主;氧化后期,两层的生长速率及层厚基本持平,陶瓷层生长速率明显降低。     

石墨烯对7050高强铝合金微弧氧化陶瓷膜层组织性能的影响

为解决7050高强铝合金在海洋环境中的腐蚀、磨损问题,设计了涂层结构以延长其使用寿命。采用微弧氧化（MAO）技术,以硅酸盐为主要电解液成分,通过加入不同浓度的石墨烯添加剂,在7050高强铝合金表面制备含石墨烯的陶瓷膜层。利用扫描电镜（SEM）、体视显微镜、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱仪（XPS）、涂层附着力自动划痕仪以及电化学工作站,研究含石墨烯的MAO陶瓷膜层形貌、粗糙度、相组成和元素分布、结合力以及耐蚀性。结果表明：石墨烯添加剂的加入使得陶瓷膜层表面微孔尺寸降低、结构致密,且主要是由α-Al₂O₃、γ-Al₂O₃组成;当石墨烯添加剂浓度为10 g/L时,MAO陶瓷膜层粗糙度最低,为857.835 nm,且结合力最好,达到46 N;膜 层的腐蚀电位最大,腐蚀电流最小,耐腐蚀性最好。     

球形Al-Si合金燃料的制备及其反应特性

针对推进剂、混合炸药对新型金属合金燃料的使用需求,采用绝氧-闭环高速离心雾化法制备了Si含量分别为12%和20%球形Al-Si合金燃料(Al-12Si和Al-20Si)。采用扫描电镜(SEM)、X-射线粉末衍射(XRD)、金相分析对合金燃料的结构及组成进行了表征,采用氧弹量热仪、热重与差示扫描量热联用(TG-DSC)对燃料的燃烧热和热氧化特性进行了研究,在550,620,1000℃及1200℃下原位取样测试了Al-20Si热氧化产物的形貌及组成。结果表明,Al-Si合金燃料为典型的球形壳核结构,表面主要是由初晶Si片组成的"壳",其尺寸随合金燃料粒度的增大而增大,内部是网状Si骨架立体结构。Al-12Si的燃烧热为29.285 kJ·g~(-1),热氧化反应至1200℃增重为51.17%;Al-20Si的燃烧热为29.039 kJ·g~(-1),热氧化反应至1200℃增重为43.33%。     

Fe-Cr-Si合金喷焊层组织及抗高温氧化机理研究

设计了一种新型Fe -Cr-Si合金 ,并用等离子喷焊方法制备成涂层 ,借助SEM、SEM -EDX及XRD ,研究了Fe -Cr-Si合金涂层的组织形貌、成分分布及其高温氧化行为。结果表明 ,涂层由大量平直的初生Cr3 Si树枝晶和Fe、Cr、Si复杂相基体构成 ,成分呈梯度分布 ,界面为冶金态结合。在 85 0℃和大气环境下 ,其氧化动力学曲线呈抛物线状 ,氧化膜主要是由Cr2 O3 、SiO2 及尖晶石类氧化物FeCr2 O4组成