磁控溅射镀钛提高 AZ31 镁合金耐磨耐蚀性能的研究

目的提高AZ31镁合金的耐磨及耐腐蚀性能。方法采用磁控溅射技术对镁合金进行表面镀钛处理,用扫描电镜研究膜基界面形貌及界面成分,分析结合性能。通过摩擦磨损试验,对比分析镁合金基体和镀Ti膜样品的耐磨性能;通过Tafel极化曲线,对比分析镁合金基体和镀Ti膜样品的耐蚀性能。结果 Ti膜均匀致密,与镁合金基体结合良好。镁合金镀Ti膜后,摩擦系数和磨损失重率下降,腐蚀电位向正方向移动了430 m V,腐蚀电流密度从10.83 m A/cm2下降到2.62×10-7m A/cm2。结论磁控溅射镀Ti膜提高了AZ31镁合金的耐磨和耐蚀性能。     

《材料保护》2010年第1期

AZ31镁合金表面Zr(Al,Ti)-SiNX复合薄膜的磁控溅射及其耐蚀性能镁合金表面沉积薄膜,可提高其耐蚀性,但现有的几种沉积膜疏松,与基体的结合力差,影响其腐蚀性的提高。为此,采用磁控溅射法在AZ31镁合金表面制备了Al,Zr,Ti膜及其与SiNx的复合膜。     

磁控溅射中溅射电流对Ti薄膜膜基结合性能的影响

研究在磁控溅射工艺中工作压强和溅射时间恒定的情况下,溅射电流的变化对钛膜与基底Gd结合能力的影响.通过拉伸法测量薄膜与基体间的附着强度,利用扫描电镜观察Ti膜表面形貌.结果表明:溅射电流达到3 A时,Ti膜表面平整,与基体的结合力最强.由此说明,溅射电流的变化对钛膜与基底Gd结合能力的影响较大.     

磁制冷材料表面保护膜附着性能的研究

利用直流磁控溅射技术在 Gd 基体上分别镀不锈钢和 Ti .用扫描电镜(SEM)﹑能谱仪﹑ XPS对薄膜表征,用引拉法测定了薄膜的附着强度.结果表明:采用溅射法在 Gd 基体上镀膜表面质量好,膜基界面结合良好,附着强度大(15MPa).     

多弧离子镀Ti/TiN膜的耐磨耐蚀性研究

本文介绍了AZ31镁合金镀Ti/TiN双层膜工艺,分析了膜层形貌,并对AZ31与镀膜样品进行了摩擦磨损和腐蚀试验。结果表明:在摩擦磨损试验中,AZ31的平均摩擦系数是0.3066,磨损失重率为0.25‰;而镀Ti/TiN膜的AZ31的平均摩擦系数仅为0.1849,磨损失重率仅为0.08‰,说明镀Ti/TiN膜的AZ31获得优良的耐磨性能。在动力学扫描极化试验中,镀Ti/TiN膜的AZ31的腐蚀电位是-20 mV,腐蚀电流是4.26×10-6mA/cm2,腐蚀速率是1.97×10-2mm/a;而AZ31的腐蚀电位是-250 mV,腐蚀电流是10.8257 mA/cm2,腐蚀速率是499.4435 mm/a,腐蚀电位向正方向转移230 mV,腐蚀电流、腐蚀速率极大减少。AZ31镁合金镀Ti/TiN膜极大地提高了镁合金的耐腐蚀性能。     

激光冲击强化对AZ31和AZ91镁合金表面形貌和电化学腐蚀性能的影响

为了研究激光冲击强化对镁合金表面形貌和电化学腐蚀性能的影响,采用电化学方法和钕玻璃脉冲激光(波长1064 nm,脉冲宽度20 ns)研究AZ31热轧板和AZ91-T6铸造镁合金在3.5%NaCl(质量分数)溶液中的动态极化曲线和电化学阻抗谱特征,并对镁合金三维表面形貌、腐蚀试样宏观形貌、自腐蚀电位和电化学阻抗谱进行测试与分析。结果表明:激光冲击改善AZ31热轧板和AZ91-T6镁合金的耐蚀性。当激光功率密度处于0.6~0.9GW/cm2区间,镁合金腐蚀电位和电流密度分别出现峰值和谷值;当功率密度不小于1.0 GW/cm2时,镁合金腐蚀电位和电流密度分别正负移动,与冲击表面的形变、钝化膜和形貌密切相关。     

AZ31镁合金在化学镀镀液中的电化学行为研究

采用混合电位-时间曲线、极化曲线和电化学阻抗谱,研究经不同浓度氢氟酸活化处理后的AZ31变形镁合金在化学镀镀液中的电化学行为,并通过扫描电子显微镜(SEM)观察AZ31活化前后的形貌变化.结果表明,经活化的试样在化学镀过程中被镀层完全覆盖,所用时间随着氢氟酸浓度的增加而延长;镀液中的镍离子被还原的起始电位随着氢氟酸浓度的增加而向正偏移;电极/镀液界面反应的电荷转移电阻随着氢氟酸浓度的增加而增大,并且电极/镀液界面反应是化学镀初始沉积期的控制步骤;AZ31镁合金基体中的Mn-Al相在氢氟酸活化过程中的颗粒脱落是导致氟化膜产生缺陷的主要原因,氢氟酸浓度越高,氟化膜缺陷越少.     

基片偏压改变对镁合金 Ti / TiN 膜质量的影响

目的探讨基片偏压对镁合金Ti/TiN膜层质量的影响。方法利用多弧离子镀技术,在不同偏压条件下,对镁合金先镀Ti再镀TiN,通过SEM观察膜层形貌,通过划痕测定膜基结合性能,通过电化学工作站对比AZ31镁合金与不同偏压镀膜试样的耐蚀性。结果偏压为200V时,TiN膜层致密均匀且成膜速度快,膜层耐蚀性最好;偏压为200V时,基体结合最好且膜层较厚,有较好的耐蚀性。结论镀Ti膜时的偏压对随后镀TiN的质量有着显著的影响,以200V偏压的工艺镀TiN膜层质量最好,膜层致密,成膜速度快,耐蚀性优良。     

汽车发动机冷却系统用镁合金转化膜的制备

以常用的AZ91镁合金为研究对象,通过对不同无机盐添加剂的极化曲线测试,采用化学转化膜的方法制备了一种AZ91镁合金复合转化膜,并用表面形貌定性和腐蚀电位定量的方法研究其耐腐蚀性能。结果表明:制备的硫酸铈与氟化钠转化膜具有良好的耐腐蚀性能。     

AZ31B镁合金表面硅烷处理研究

采用硅烷溶液浸湿处理在AZ31B镁合金表面生成一层保护膜,采用扫描电镜、金相显微镜及体式显微镜观察试样表面形貌,并通过傅立叶红外光谱(FTIR)对硅烷膜与基体的键合进行测试分析;采用盐水浸泡、动电位极化曲线研究硅烷膜层的耐腐蚀性能,并与磷化膜层进行对比.结果表明:AZ31B镁合金经硅烷化处理,可以在其表面生成一层极薄的透明硅烷膜层,该膜层平整致密,对镁合金的自腐蚀电位影响不大,但大幅度降低了镁合金的自腐蚀电流密度,很好地抑制了镁合金的腐蚀.     

AZ91C镁合金表面Ti-TiN复合镀层的阴极多弧离子镀法制备与表征

采用阴极多弧离子镀膜技术,在AZ91C镁合金基底上首次成功镀制了结合力强的以Ti为过渡层的TiN复合膜层,并利用高分辨扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、显微划痕测试等技术对复合膜层的形貌、组织结构及性能进行分析研究。结果表明,采用多弧离子镀膜工艺,能在经过恰当预处理的镁合金基底上制备出性能良好的TiN膜,膜层均匀、致密,膜基结合力达130 mN以上,复合硬度达500 HV左右(AZ91镁合金基底为125 HV)。此外中性盐雾强化实验表明,经该方法处理后的镁合金在ASTM-B117标准测试条件下,腐蚀速率明显降低,经过200 h后,表面无明显腐蚀现象。真空多弧离子镀膜技术有望在镁合金表面防护领域得到应用。     

盐雾腐蚀条件下Ti合金表面功能薄膜的摩擦磨损性能

目的研究Ti6Al4V合金、铬掺杂类金刚石(Cr-DLC)薄膜、钨掺杂类金刚石(W-DLC)薄膜和氮化钛(TiN)薄膜,在干摩擦和盐雾腐蚀气氛摩擦条件下的摩擦磨损性能。方法在商用Ti6Al4V合金表面通过非平衡磁控溅射制备Cr-DLC薄膜和W-DLC薄膜,通过多弧离子镀技术制备TiN薄膜。利用扫描电镜、显微硬度计、摩擦磨损试验机、白光干涉扫描轮廓仪,对薄膜的形貌、硬度、干摩擦和腐蚀摩擦性能、磨痕形貌进行测试分析。结果干摩擦条件下,Ti6Al4V合金表面沉积Cr-DLC、W-DLC和TiN三种薄膜的摩擦系数均比Ti6Al4V合金低;Ti6Al4V合金及其表面制备的三种薄膜在盐雾腐蚀气氛条件下的摩擦系数都比干摩擦条件下有所增加。与Ti6Al4V合金相比,Cr-DLC、W-DLC和TiN三种薄膜在干摩擦和盐雾腐蚀气氛摩擦条件下均减小了磨损体积。干摩擦条件下,W-DLC薄膜的磨损体积为0.0017 mm~3,耐磨性最好;盐雾腐蚀气氛摩擦条件下,TiN薄膜的磨损体积为0.0028 mm~3,表现出最佳的耐腐蚀磨损性能。通过磨痕形貌可以得出,盐雾腐蚀气氛摩擦条件下,Ti6Al4V合金表面制备的金属掺杂类金刚石薄膜的磨损受到磨粒磨损和腐蚀磨损双重机制的影响。结论三种表面功能薄膜在盐雾腐蚀气氛摩擦条件下都较好地保护了Ti合金,极大地减少了磨损损失。     

A novel dual nickel coating on AZ91D magnesium alloy

Magnesium alloys covered with metal coating display excellent corrosion resistance,wear resistance,conductivity and electromagnetic shielding properties.The electroless plating Ni-P as bottom layer following the electroplating nickel as surface layer on AZ91D magnesium alloy was investigated.The coating surface morphology was observed with SEM and the structure was analyzed with XRD.Electrochemical tests and salt spray tests were carried out to study the corrosion resistance.The experimental results indi...     

Al扩散涂层对AZ91D Mg合金耐腐蚀性能的影响

通过磁控溅射Al和真空退火的方法,在AZ91DMg合金表面得到Al扩散涂层.利用XRD衍射和SEM观察表征了表面层的相组成和形貌;利用动电位极化测试研究了原始的和经表面处理的AZ91D在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为.结果表明:经上述表面处理的合金表面层结构为Mg-Al金属间化合物,自腐蚀电位提高,腐蚀电流密度减小,耐腐蚀性能提高.     

Wear and corrosion properties of laser cladded Cu47Ti34Zr11Ni8/SiC amorphous composite coatings on AZ91D magnesium alloy

To improve the wear and corrosion properties of AZ91D magnesium alloys, Cu-based amorphous composite coatings were fabricated on AZ91D magnesium alloy by laser cladding using mixed powders of Cu47Ti34Zr11Ni8 and SiC. The wear and corrosion behaviours of the coatings were investigated. The wear resistance of the coatings was evaluated under dry sliding wear condition at room temperature. The corrosion resistance of the coatings was tested in 3.5% （mass fraction） NaCl solution. The coatings exhibit excellent wear resistance due to the recombined action of amorphous phase and different intermetallic compounds. The main wear mechanisms of the coatings and the AZ91D sample are different. The former is abrasive wear and the latter is adhesive wear. The coatings compared with AZ91D magnesium alloy also exhibit good corrosion resistance because of the presence of the amorphous phase in the coatings.     

Preparation of Ni-Cu-Mo-Cr film deposited on AZ31magnesium alloy by double glow sputtering with Cu interlayer

For improving the corrosion resistance of AZ31magnesium alloy, a double glow sputtering deposited Ni-Cu-Mo-Cr film with brush plating Cu interlayer is applied to deposit a metal amorphous/nanocrystal film on AZ31magnesium alloy. Using a brush plated Cu interlayer, the content of noble elements, such as Ni, Cr, and Mo, is higher than that of a Ni-based film without Cu interlayer. The microstructure of the Ni-Cu-Mo-Cr alloy film with the brush plated Cu interlayer confirms that the film is classified into two regions, i.e., an amorphous layer on the outmost surface and an underlying nanocrystalline layer with a grain size of less than 5 nm. The Ni-based alloy amorphous film formed on AZ31magnesium alloy was investigated using an electrochemical polarization measurement. Compared with the AZ31 magnesium alloy, the sputter-deposited Ni-based alloy film and the sputter-depostion Ni-based alloy film with a brush plated Cu interlayer formed on AZ31 magnesium alloy exhibit obvious passivation phenomena.     

Microstructures and properties of aluminum film and its effect on corrosion resistance of AZ31B substrate

Aluminum films with thickness of 8.78-20.82μm were deposited on the AZ31B magnesium alloys by DC magnetron sputtering.The influences of aluminum film on the micro-mechanical properties and corrosion behavior of the magnesium alloys were investigated.The morphology of aluminum film was examined by scanning electron microscopy and the microstructure of aluminum film was analyzed by X-ray diffiactometry.Nanoindentation and nanoscratch tests were conducted to investigate their micromechanical properties.More...     

模拟海洋环境中Ni-Co合金镀层对AZ91D镁合金的腐蚀防护研究

目的提高AZ91D镁合金的腐蚀防护性能。方法采用化学镀前处理在AZ91D镁合金表面制备一种保护性的Ni-Co合金镀层。分别采用环境扫描电镜(ESEM)、X射线衍射(XRD)和能量散射谱(EDS)分析合金镀层的表面形貌、微结构特点和化学成分。采用动电位极化(PC)和电化学阻抗谱(EIS),分析测试在模拟海洋环境(中性3.5%Na Cl溶液)中Ni-Co合金镀层对AZ91D镁合金的腐蚀防护性能。结果镁合金表面化学镀Ni-P镀层均匀覆盖,晶粒生长较致密,表面呈菜花状形貌,Ni-P镀层中P质量分数约为5.6%。Ni-Co合金镀层表面均匀且呈金字塔状形貌,形成了面心固溶体(FCC),镀层中Co质量分数约为31%。Ni-P镀层和Ni-Co合金镀层的厚度分别约为11μm和19μm。在模拟海洋(中性3.5%Na Cl溶液)环境中,镁合金裸基体、化学镀前处理Ni-P镀层、Ni-Co合金镀层的腐蚀电位分别为-1485、-372、-284 m V,其腐蚀电流密度分别是3.4×10-5、1.8×10-6、2.9×10~(-7) A/cm2,所拟合的电荷转移电阻分别为4.72×103、1.70×104、2.06×106?/cm2。结论化学镀前处理Ni-P镀层可为镁合金提供较好的腐蚀防护,Ni-Co合金镀层能够为镁合金提供更显著的腐蚀防护。