Fault-tolerant hybrid epoxy-silane coating for corrosion protection of magnesium alloy AZ31

In this work, a hybrid epoxy-silane coating was developed for corrosion protection of magnesium alloy AZ31. The average thickness of the film produced by dip-coating procedure was 14 μm. The adhesion strength of the epoxy-silane coating to the Mg substrate was evaluated by pull-off tests and was found to be higher than 16 MPa both in dry and wet conditions. The hybrid epoxy-silane coating showed high corrosion resistance both when intact and when punched through by a needle. The low frequency impedance of intact coating was higher than 1 GΩ cm² after one month of immersion in 3.5% NaCl solution. Both, artificially induced defects and corrosion sites that appeared on the metal surface did not propagate. Their passivation behavior, that we call fault-tolerance, was observed by EIS, SVET-SIET and SEM-EDS. It was ascribed to the good adhesion, high coating integrity and corrosion inhibiting effect provided by diethylenetriamine used as epoxy hardener.     

乙二胺四乙酸对镁合金阳极氧化膜的影响

将AZ31镁合金在NaOH、Na2SiO3和Na2B4O7的电解液中进行阳极氧化,考察了乙二胺四乙酸添加剂对阳极氧化膜性能的影响。用扫描电镜观察阳极氧化膜形貌,用X-射线衍射和自带能谱仪对膜层的相组织和元素含量进行分析,用交流阻抗测试氧化膜的耐蚀性能。结果表明,氧化膜主要由Mg O组成,膜层中出现了乙二胺四乙酸的特征元素C和N,Mg Si O3的衍射峰受到抑制。阳极氧化过程中的起弧电压随乙二胺四乙酸含量的增加呈上升的变化趋势。随着乙二胺四乙酸含量的增加,膜层耐蚀性先提高后降低。乙二胺四乙酸质量浓度为7.5 g/L时氧化膜具有最大的阻抗,最优的耐蚀性能。     

d31模式四悬臂梁压电MEMS加速度计

针对高灵敏度无源加速度计的集成制造需求,提出一种d₃₁工作模式下四悬臂梁集成拾振微球的MEMS压电加速度计敏感结构。建立动力学振动和拾振理论模型,并使用COMSOL 5.0软件对传感器件结构进行建模仿真,通过优化确定满足拾振条件的微器件几何尺寸和结构。利用溶胶凝胶方法实现硅基高品质PZT压电薄膜的异质集成制造,使用MEMS工艺制造微器件并完成传感器的集成和组装。测试结果表明：该加速度计的输入加速度与输出电压的关系为V=1.881a-0.033,电压灵敏度在1 152 Hz时达到13.8 mV/g,表现出良好的灵敏度、线性度和抗干扰能力;新方法具有正确性和工艺方法的可行性,为高性能加速度传感器件提供了一种新的技术途径。     

冷却条件对AZ31镁合金凝固组织及腐蚀性能的影响

利用光学显微镜研究不同的冷却条件下AZ31镁合金凝固组织的变化,通过浸泡失重法测定其在3.5%Na Cl腐蚀介质中的腐蚀性能,探讨冷却条件对AZ31镁合金凝固组织及腐蚀性能的影响。结果表明,空冷条件下,AZ31合金晶粒尺寸较为粗大,析出的Mg17Al12相呈短线状和小块状,并且只分布在局部晶界。水冷却条件下,AZ31合金的晶粒尺寸细小,Mg17Al12相数量较空冷试样少,呈颗粒状,弥散分布于晶界。盐水冷条件下,第二相最少,由于晶粒更加细小,因此第二相分布更加弥散。AZ31镁合金耐腐蚀性能随着冷却速度的增大而提高。     

AZ31镁合金沉积类金刚石薄膜的表面形貌和腐蚀行为

为了改善镁合金的耐蚀性,扩展其应用范围,采用等离子全方位离子镀膜技术在AZ31镁合金表面沉积了含有Si-N和Si-O的2种类金刚石(Diamond-like carbon,DLC)薄膜,研究了其表面形貌及其在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为,探究了DLC薄膜对AZ31镁合金腐蚀行为的影响。利用SEM和AFM观察了AZ31镁合金表面沉积DLC薄膜的表面形貌,采用电化学法测试表面沉积DLC薄膜的AZ31镁合金在3.5%NaCl溶液中的极化曲线和开路电位,通过拉伸试验测试其在空气和3.5%NaCl溶液中的应力应变。结果表明:镁合金试样表面的DLC薄膜光滑致密,在3.5%NaCl溶液中表面沉积DLC薄膜AZ31镁合金的极化行为与表面未沉积DLC薄膜AZ31镁合金相似,表面沉积DLC薄膜AZ31镁合金电位正向移动,耐蚀性提高;与表面未沉积DLC薄膜AZ31镁合金相比,在空气中,表面沉积DLC薄膜AZ31镁合金极限抗拉强度与其接近,延伸率略低;在3.5%NaCl溶液中,表面沉积DLC薄膜AZ31镁合金极限抗拉强度略有降低,延伸率略高。     

АЛ-31Ф发动机滑油附件增压改进设计研究

АЛ-31Ф发动机在使用中时常发生滑油压力低故障,给飞行安全带来隐患。俄罗斯设计和制造单位未从设计原理上进行改进,使得故障率持续偏高。结合国内外第三代航空发动机的滑油系统工作原理,采取增加滑油附件中滑油增压泵齿轮的宽度,并对壳体齿轮腔做了适应性改进。改进后的滑油附件不仅通过了强度校核,在工程化应用后还增大了12%左右的滑油流量,从设计原理上解决了滑油压力低故障,提高了发动机可靠性,保证了飞行安全。     

复合场对TiB2/AZ31复合材料组织和性能的影响

利用熔体内高温自蔓延反应制备了TiB2/AZ31复合材料,通过金相、扫描电镜、力学性能测试等技术考察了复合场对镁基复合材料铸态、均匀化态和轧制态微观组织和力学性能的影响。结果表明,TiB2/AZ31复合材料施加复合场后,α-Mg基体得到了显著的细化,铸态组织中的骨骼状β-Mg17Al12相渐渐向层片状共晶组织转变,并且使TiB2颗粒团簇的尺寸明显减小,均匀的分布于基体中。由于TiB2颗粒和复合场的引入,复合材料轧制态组织中切变带变得更窄更密集,TiB2颗粒团簇在流变应力作用下有少许的破碎,并沿着轧制变形流线分布。另外,复合材料的力学性能得到了明显改善,其中抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到351 MPa,315 MPa和7.7%。     

焊接速度对GTA焊接AZ31B镁合金接头组织和拉伸性能的影响

研究焊接速度对脉冲电流钨极惰性气体保护焊接（PCGTAW）AZ31B镁合金接头组织和拉伸性能的影响。实验中焊接速度为105-145 mm/min。结果表明,焊接速度为135 mm/min时,所得接头具有最好的拉伸性能。在熔合区生成的细小晶粒组织和均匀分布的析出相是导致较好的拉伸性能的主要原因。     

Effect of electrolyte on mechanical properties of AZ31B Mg alloy in electrolytic plasma processing

Coatings on Mg alloys were prepared using NaOH + Na₂SiO₃ as basic electrolyte containing electrolyte of Na₂SiF₆ or NaF. EPP treatment was carried out on AZ31 Mg alloys matrix under a hybrid voltage of AC of 200 V combined with DC of 260 V for 30 min. Structural and morphological analyses of ceramic coatings were analyzed by XRD and SEM. Wear and hardness of coatings were measured by pin-on disk test and Vickers hardness test. The coatings formed in Na₂SiF₆ and NaF electrolytes were mainly composed of MgO and Mg₂SiO₄. The measured micro-hardness of coating formed in Na₂SiF₆ electrolyte was found to be over HV 1100, while, coating formed in NaF electrolyte possessed micro-hardness of HV ～900. These results show that the mechanical properties of AZ31B Mg alloys can be enhanced by the proper selection of electrolyte agent.     

Fatigue Assessment of Welded Joints in AZ31B Magnesium Alloy by a Critical Plane Method

通过有限元软件模拟横向十字接头的实际焊接过程,并进行温度场和应力场分析,采用基于Dang Van准则考虑焊接残余应力的临界面法对AZ31B镁合金典型角接头型式——横向十字接头进行了疲劳评定研究,并与疲劳试验结果进行对比分析。结果表明,法国焊接研究所提出的钢材参数及国内研究者提出的铝合金材料的参数均不适用于AZ31B镁合金横向十字接头,需要进行修正;经试验研究将参数修正为α*=0.5,β*=55 MPa,并拟合出相应的Dang Van图形,其结果与疲劳试验结果相吻合;说明修正后的临界面法可以对AZ31B镁合金横向十字接头进行合理的疲劳评定,而且依据应力集中大小,可以有效预测试件可能的疲劳断裂位置。