LY12Al合金微弧氧化过程中电流和电压变化规律

研究和分析了微弧氧化过程中电流和电压变化规律以 及微弧产生的机理.结果表明,电压是影响微弧氧化的主要因素之一,电压值过高将造成陶 瓷膜的破坏.电流值在微弧氧化过程中的各个阶段相异.微弧氧化过程具有明显的阶段性, 可初步分为初始氧化膜形成阶段、微弧诱发阶段和平衡氧化阶段.     

复合电解液中ZK60镁合金的微弧氧化机理

在优化的铝酸钠-磷酸钠复合电解液体系中,以ZK60镁合金为研究对象进行微弧氧化实验,并结合电压-时间曲线和微弧氧化各个阶段膜层的微观形貌以及物相分析等方面对复合电解液体系中微弧氧化过程及成膜机理进行了探讨。结果表明,该体系下微弧氧化过程分为了氧化膜生成阶段、微弧氧化膜层快速生长阶段和电压微小下降过程以及微弧氧化膜层的修整阶段。膜层的物相分析表明微弧氧化初期膜层主要成分为MgO,Mg和MgZn2,中后期膜层中的主体相为尖晶石结构的MgAl2O4和方镁石结构的MgO,微弧氧化的最后阶段对膜层的物相组成没有影响。     

在Na_2SiO_3溶液中NiTi合金的微弧氧化

在硅酸钠溶液中对NiTi合金进行了微弧氧化处理。结果表明,NiTi合金在Na2SiO3溶液中,微弧氧化过程分为2个阶段,即缓慢电压增长区和电压跃升区。微弧氧化获得氧化物层为Ti的氧化物。微弧氧化后表面硬度比NiTi要高出2倍以上。在NiTi合金微弧氧化过程中,首先是NiTi合金中的Ni氧化以离子形式溶解进入溶液,而Ti保留在合金表面。然后NiTi合金表面的Ti层在阳极电压下氧化形成绝缘层。当表面绝缘层达到一定厚度后就发生起弧现象。     

电流密度对ZK60镁合金微弧氧化膜微观结构及性能的影响

以ZK60作为研究对象在优化电解液中进行微弧氧化,研究不同电流密度对ZK60镁合金微弧氧化膜层的影响,利用电压-时间曲线、扫描电镜、X射线衍射分析及全浸试验等手段对膜层的微观组织和性能等进行测试。结果表明:不同电流密度下微弧氧化过程分为阳极氧化阶段、起弧阶段和微弧氧化膜快速生长阶段,微弧氧化电压随电流密度增加而增大;电流密度为30 A/dm2时膜层微观结构均匀致密,耐蚀性最好;XRD分析表明MgO和Mg2SiO4为膜层主要构成相。     

复合电解液体系下镁合金微弧氧化膜层研究

在硅酸钠-磷酸钠复合电解液体系中,以ZK60镁合金为研究对象进行微弧氧化,利用电压-时间曲线,扫描电镜,X射线衍射分析等研究复合电解液的微弧氧化过程,膜层微观形貌及物相组成,并通过全浸实验和划痕实验等测试手段,研究微弧氧化膜层的耐蚀性能和膜基结合力。结果表明,该体系下微弧氧化过程分为阳极氧化膜生成阶段、微弧氧化膜快速生长阶段和电压微小下降过程,以及微弧氧化膜修整阶段;Mg O和Mg2Si O4为膜层主要构成相;膜层表面平整光滑,与基体相比,微弧氧化膜层的腐蚀速率为0.3229 g/(m2·h),耐蚀性显著提高;且具有较高的膜基结合力,其高临界载荷8.49 N。     

不同电压下镁合金的微弧氧化行为

为了解电压在镁合金微弧氧化中的作用,本工作在双极性脉冲电源的恒流加载方式下,通过考察电压对氧化时间、膜层厚度及表面形貌的影响,研究电压对微弧氧化机理的影响。结果发现,当负电压为零,占空比20%和30%时,电压低于380V时所需的氧化时间要短于电压高于380V时的氧化时间。当占空比30%,负电压为零和40V时,电压低于340V的氧化时间和膜层增长速率都小于电压高于340V的;电压低于340V时的膜层表面形貌优于340V以上膜层。可见,微弧氧化过程中存在一个临界电压,微弧氧化过程分成两种情况,两种情况的微弧氧化机理不尽相同。     

KOH 对镁合金微弧氧化过程及膜层耐蚀性的影响

在微弧氧化电解液中引入了KOH添加剂,并在镁合金表面制备了陶瓷膜层,研究了KOH浓度对微弧氧化过程中的膜层生长及膜层耐腐蚀性能的影响。结果表明:在镁合金微弧氧化电解液中引入KOH添加剂可以有效降低微弧氧化过程的起弧电压和工作电压,但是KOH浓度过高会使起弧电压增大;KOH的引入会使膜层中的大尺寸孔隙数目减少,孔隙率提高。为了得到较高的膜层生长速率和较好的耐蚀性,电解液中的KOH剂量以1～3 g/L为宜。     

第二相对镁基材料微弧氧化过程的影响机制

对含有不同类型第二相的镁基材料进行微弧氧化处理,研究基体材料第二相对其微弧氧化行为的影响规律及其影响机制.利用SEM观察第二相在微弧氧化初期阶段的存在状态,并结合EDS分析第二相的成分及状态变化;通过不同镁基材料在微弧氧化过程中的电压演变趋势分析第二相对微弧氧化行为的影响.根据微弧氧化膜的生长原理,将膜层的生长过程简化等效为一个电容器的反复击穿-重构过程,并依此讨论了微弧氧化膜的形成过程及第二相的影响机理.结果表明,第二相对镁基材料微弧氧化行为的影响与其自身特性密切相关;在微弧氧化的初期阶段,第二相是否具备阀金属特性及其导电特性是影响微弧氧化行为的重要因素.对于具备阀金属特性的第二相,由于其表面能够形成火花放电所必须的阻挡层,因此第二相的存在不会对微弧氧化行为产生明显影响.对于不具备阀金属特性的第二相,其导电特性决定了镁基材料在微弧氧化初期阶段能否正常发生火花放电并顺利进入膜层生长阶段.     

正向电压对ZK60镁合金微弧氧化过程及膜层的影响

在自主研制的铝酸钠一磷酸钠复合电解液体系中,采用不同的正向电压(220~340 V)对ZK60变形镁合金进行微弧氧化,在镁合金表面制备陶瓷膜层。利用扫描电镜、超景深光学显微镜及能谱仪观察分析膜层组织,通过电流变化及放电现象分析微弧氧化过程,并用全浸实验和电化学阻抗法测试膜层在3.5%NaCl(质量分数)介质中的耐腐蚀性能。结果表明:电流平稳阶段是膜层的主要生长阶段,正向电压是微弧氧化过程的重要驱动力,电压过高或过低都不利于获得优质膜层。280V正向电压下制备的膜层组织较为均匀致密,其腐蚀速率较低,为0.2054g/(m~2·h),此时膜层电化学阻抗模值为正向电压340 V下膜层的3倍。     

AZ91D镁合金微弧氧化膜微观形貌及形成过程研究

采用扫描电镜和金相显微镜系统研究了系列电压下AZ91D镁合金的表面氧化膜形成过程,讨论了微弧氧化膜层形成规律及成膜机制。结果表明:在试验电压范围内,微弧氧化起弧过程可以分为3个阶段:第1阶段为局部腐蚀与氧化相互竞争阶段,在表面缺陷处首先开始腐蚀,形成疏松的氧化膜,同时伴随水的电解过程;第2阶段为微区放电阶段,表面整体被氧化,形成少量孔洞的较致密氧化膜层,水的电解过程加剧;第3阶段为弧光放电阶段,氧化剧烈,膜层在电弧作用下击穿形成连通的孔洞,且孔洞直径和数量增加。     

电流密度对微弧氧化膜层厚度和硬度的影响

电流密度对微弧氧化陶瓷膜的生长和性能的影响较大，不同的电流密度、工作电压，制得的氧化膜层的厚度、硬度、防护性能也将不同。主要研究电流密度对微弧氧化陶瓷膜的厚度和硬度的影响。     

铝合金表面微弧氧化原位生长Al2O3陶瓷层技术

等离子微弧氧化技术是一种在金属表面原位生长氧化膜陶瓷层的技术，此类陶瓷层具有耐磨、耐蚀、耐高温热冲击等特性，介绍了铝合金等离子微弧氧化原位生长Al2O3陶瓷层技术的研究现状，基本原理，工艺特点以及膜层性能和应用情况。     

微弧氧化技术与材料表面陶瓷化

介绍了一种在非铁合金表面原位生长陶瓷层的新技术,比较了微弧氧化与阳极氧化的工艺特点及膜层性能,综合分析了微弧氧化的国内外研究状况及应用前景。     

负脉冲电压对A356铝合金双脉冲微弧氧化膜组织与耐蚀性的影响

采用SEM、覆层测厚仪等研究了负脉冲电压对A356铝合金双脉冲微弧氧化处理膜的组织微观结构及耐腐蚀性能的影响。结果表明,负脉冲电压通过其电极反应对膜层的组织与耐蚀性有重要影响,随负脉冲电压由0增加到160V,膜层厚度随负脉冲电压的升高而增加;膜层表面粗糙度先减小后增加,表面微孔孔径与数量先减小后增加,在负脉冲电压为40V时膜层表观上最致密;微弧氧化处理明显提高了合金的耐蚀性能,负脉冲电压为0V时最佳。     

SiC颗粒增强体对铝基复合材料微弧氧化膜生长的影响

用微弧氧化方法在SiCp／2024铝基复合材料表面沉积出较厚的陶瓷膜,测定了陶瓷膜的生长曲线和相组成,提出了金属基复合材料微弧氧化膜生长模型．结果表明,微弧放电烧结作用下,膜层内SiCp增强体大部分已被熔化并氧化,只有少数残余的SiCp颗粒仍然保留在靠近界面的膜层内．SiCp增强体阻碍了微弧氧化膜的生长,但它并未破坏微弧氧化膜的完整性,这同铝基复合材料阳极氧化膜结构完全不同．     

纯铝微弧氧化陶瓷膜组织及耐腐蚀性能

利用微弧氧化技术,在碱性硅酸盐电解液中对纯铝进行表面改性处理,制备均匀致密的陶瓷膜。利用扫描电子显微镜(SEM)观察氧化陶瓷膜表面形貌及横截面组织结构,利用纳米压入硬度测试仪测量陶瓷膜的显微硬度和杨氏模量的分布,运用电化学方法测量陶瓷膜的耐腐蚀性能。结果表明,铝合金微弧氧化陶瓷膜的表面硬度高达25.3GPa,纳米硬度和杨氏模量在陶瓷膜的横截面分布相似,从膜基结合处向膜层表面呈下降趋势。从极化曲线中的腐蚀电势和腐蚀电流来看,微弧氧化处理后,纯铝的抗腐蚀能力得到很大的提高。     

有色金属表面微弧氧化技术评述

微弧氧化是一项在有色金属表面原位生长陶瓷膜的新技术。本文介绍了Ａｌ、Ｍｇ、Ｔｉ金属表面微弧化技术的发展历史及氧化物陶瓷膜生长的原理,并比较微弧氧化和阳极氧化技术的工艺及性能特点,显示微弧氧化工艺比阳极氧化简单,氧化膜的综合性能比阳极氧化膜高得多,是一项广阔应用前景的新技术。     

ZM5镁合金微弧氧化膜的生长规律

研究了ＺＭ５铸造镁合金微弧氧化膜的生长规律,初步分析了氧化膜生长机理。初始阶段,氧化膜向外生长速度大于向内生长速度。达到一定厚度后完全转向基体内部生长。氧化膜具有表面疏松层和致密层两层结构,致密层最终可占总膜厚的９０％。     

镁合金微弧氧化技术及其膜的耐蚀性能

本文介绍了微弧氧化技术的几种成膜机理;论证了镁合金微弧氧化膜具有很好的耐蚀性能,且微弧氧化工艺比普通的阳极氧化工艺简单。同时,镁合金的微弧氧化膜层还具有耐磨性、电绝缘性等一些优良性能,这使得微孤氧化技术有广泛的应用前景。