电化学阻抗谱研究负向电压对AZ31B镁合金微弧氧化陶瓷层致密性的影响

采用单极性和双极性脉冲,分别改变几种不同正向电压时的负向电压,在AZ31B镁合金表面制备了微弧氧化膜。利用电化学阻抗谱和扫描电镜研究氧化膜的等效电路元件值以及微观结构的变化,从而分析负向电压对镁合金微弧氧化膜致密性的影响。结果表明：负向电压对于微弧氧化陶瓷膜致密性具有至关重要的作用,适当的负向电压可以有效地提高膜层致密性。并且,不同的正向电压下形成致密氧化膜的负向电压都约为30 V,不随正向电压变化而变化。     

脉冲频率对镁合金微弧氧化膜层在仿生液中耐蚀性的影响

研究了微弧氧化过程中不同电源脉冲频率下制备的膜层在仿生液中的电化学腐蚀行为。对膜层及腐蚀产物的微观组织,孔隙率,腐蚀形貌及相组成进行了分析。采用动电位极化曲线(Tafel)和电化学阻抗谱(EIS)法对膜层的耐腐蚀性能进行评价。结果表明,脉冲频率对AZ31镁合金微弧氧化膜层的耐蚀性有重要影响,随着频率的增加,腐蚀电流密度减小,而电化学阻抗增大。因此在本研究范围内,频率3000 Hz下制备的微弧氧化膜层具有最强的耐腐蚀性能。     

镁合金黑色微弧氧化膜在NaCl溶液中腐蚀电化学演变

目的 评价镁合金黑色微弧氧化热控膜层在氯离子作用下的腐蚀演变行为.方法 在电解液中添加不同浓度的添加剂制备微弧氧化膜层,分析不同微弧氧化膜试样在0.1 mol/L NaCl溶液中的电化学演变过程.采用电化学极化、电化学交流阻抗表征和拟合,结合扫描电镜等方法,对膜层演变规律及机理进行了探讨.结果 未经微弧氧化的镁合金自腐蚀电流密度为17.7 μA/cm2,自腐蚀电位为-1.464 V;经微弧氧化后,试样自腐蚀电流密度减小至0.09 μA/cm2,自腐蚀电位下降至-1.628 V.添加剂加入后制备的微弧氧化膜相比于镁合金基体,其耐蚀性能提高,且随着添加剂浓度的增加,耐蚀效果呈现先增加、后减弱的趋势,添加剂质量浓度在10 g/L时制备的膜层具有最好的防腐效果.镁合金微弧氧化热控膜层在NaCl溶液中腐蚀过程分为三个阶段:一是腐蚀性离子进入多孔膜层,引起界面熔融层变化;二是MgO与水分子反应造成内层膜更加致密,阻抗有所增加;三是腐蚀溶液接触到部分镁合金基底,发生电化学腐蚀,形成楔形效应,引发裂纹,最终导致局部腐蚀失效.结论 微弧氧化提高了膜层的耐蚀性能,其在0.1 mol/L NaCl溶液中的腐蚀过程可分为介质进入孔内、水合反应和局部腐蚀三个阶段.     

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。     

镁合金表面磁控溅射-微弧氧化制备Al_2O_3膜层的组织结构及性能

采用磁控溅射-微弧氧化的方法在镁合金表面制备了Al_2O_3膜层,随后采用X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDX)等方法对微弧氧化膜层的相结构、截面形貌及膜层中的元素分布进行了分析,采用摩擦磨损和电化学腐蚀方法对膜层的耐磨耐腐蚀特性进行了测试。结果表明,通过先进行磁控溅射后进行微弧氧化的方式可以在镁合金表面获得Al_2O_3微弧氧化膜层。通过改变反应终止电压可控制微弧氧化膜层的厚度。当反应终止电压不高于510 V,膜层主要由铝和Al_2O_3组成。而当微弧氧化反应终止电压超过600 V后,铝膜层完全参与反应转变为微弧氧化膜层,膜层主要由Al_2O_3和MgO组成。Al_2O_3微弧氧化膜层的形成有助于提高镁合金表面的耐磨耐腐蚀性能。     

AZ91D镁合金微弧氧化电参数对其耐蚀性的影响

在铝酸盐体系中对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理。利用田口式实验设计法探讨微弧氧化过程电参数对膜层耐蚀性的影响,确定了最佳工艺参数为:电压180V,氧化时间30min,频率50Hz,占空比30%。用交流阻抗分析膜层的耐腐蚀性能,结果表明:最佳工艺条件下所制备微弧氧化,膜层电阻比镁合金基体提高了2个数量级,耐蚀性有所增强。     

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.     

Effects of Electric Parameters on Properties of Micro-arc Oxidation Films Formed on Magnesium Allovs AZ91D

在铝酸盐体系中对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理.利用田口式实验设计法探讨微弧氧化过程电参数对膜层耐蚀性的影响,确定了最佳工艺参数为:电压180V,氧化时间30 min,频率50 Hz,占空比30％.用交流阻抗分析膜层的耐腐蚀性能,结果表明:最佳工艺条件下所制备微弧氧化,膜层电阻比镁合金基体提高了2个数量级,耐蚀性有所增强.     

AM50镁合金表面含氧化锆的微弧氧化复合涂层的形成过程(英文)

采用扫描电镜(SEM)和电子衍射能谱(EDX)研究在含K2ZrF6的溶液中AM50镁合金表面复合微弧体氧化涂层的形成过程。采用电化学阻抗谱(EIS)研究在微弧体氧化制备膜层过程中膜层耐腐蚀性能的变化。结果表明:当电压小于起弧电压时,合金表面膜层的主要成分为MgO和MgF2;当施加电压超过起弧电压时,锆氧化物开始在合金表面沉积,且膜层的耐腐蚀性随着电压的升高而提高。     

高低电压下不同厚度微弧氧化膜抗蚀电化学响应对比研究

目的 对比研究具有不同厚度的微弧氧化膜的抗蚀电化学响应.方法 通过调整电压,在硅酸盐电解液体系中,于AZ91D镁合金表面制备具有不同厚度的微弧氧化膜层.利用SEM、EPMA和XRD研究膜层的微观形貌、元素及物相组成,进而采用循环伏安(CV)法、动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS),对比研究该膜层的抗蚀电化学响应.结果 AZ91D镁合金经微弧氧化处理后,其抗蚀性得以显著提高,但不同厚度的膜层的抗蚀电化学响应不同.相比低电压下制备的薄膜,高电压下制备的厚膜的抗蚀物相含量高,CV曲线环面积和腐蚀电流密度均降低了约1个数量级,线性极化电阻增大了约3.7倍,且其阻抗模值更高,膜层抗蚀性更优.两膜层的腐蚀失效过程不同.厚膜的腐蚀过程主要经历了2个阶段:腐蚀介质逐渐渗入膜层和腐蚀介质渗透至膜基界面侵蚀基体.薄膜的腐蚀过程经历了3个阶段:腐蚀介质逐渐渗入膜层、腐蚀介质渗透至膜基界面侵蚀基体和膜层完全失效.结论 厚膜呈现出较弱的腐蚀倾向和优异的抗蚀性能,三种电化学测试的结果都能较好地相互印证,但在揭示膜层的腐蚀过程和腐蚀机制时各自的深入程度不同.     

电压对6061铝合金表面微弧氧化膜形成的影响

采用微弧氧化法在6061铝合金表面制备微弧氧化膜,研究氧化电压对微弧氧化正负向电流、膜层厚度和生长率的影响。结果表明,正向和负向电压分别为460 V和130 V时,正负向电流波动明显,膜层均匀,厚度为118μm,膜的生长率为3.93μm/min,膜层由疏松层和致密层组成,致密层所占比例约为95%。     

负向电压对AZ31B镁合金表面微弧氧化膜结构和耐蚀性的影响

以Na2Si O3-Na OH-Na F溶液为电解液,采用双极性非对称脉冲电源的恒压加载方式,制备AZ31B镁合金表面微弧氧化膜。以扫描电镜和极化曲线为表征手段,研究在固定正向电压(260 V)条件下,负向电压对膜层形貌及腐蚀性能的影响。结果表明:负向电压40 V,氧化处理10~15 min,可获得致密层较厚的耐蚀微弧氧化膜;负向电压高于60 V,膜层容易烧蚀,表面产生大尺寸微裂纹,导致膜层耐蚀性能降低。适当的负向电压能够显著提高膜层的致密性,但必需控制电压的范围和氧化处理的时间。     

终止电压对MB8镁合金微弧氧化膜耐蚀性的影响

采用SEM、XRD、动电位极化曲线及电化学阻抗等测试方法,研究了MB8镁合金微弧氧化过程中不同终止电压下获得的陶瓷膜层的耐蚀性能.结果表明:终止电压越高,膜层越厚;微火花阶段,膜层表面均匀、结晶细致,腐蚀电流密度较小,阻抗较大;弧放电阶段,膜层孔径变大,陶瓷层内显微缺陷增多,腐蚀电流密度增大,阻抗减小.由此得出结论:膜层耐蚀性能由膜层厚度与终止电压共同决定,微火花放电末期膜层的耐蚀性能优于弧放电阶段的耐蚀性能.     

微弧氧化处理对AZ91D镁合金腐蚀行为的影响

采用碱性硅酸盐溶液,在AZ91D镁合金试样表面制得微弧氧化膜,并利用电化学阻抗方法对镁合金及微弧氧化处理试样在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为进行比较研究.结果表明,镁合金经微弧氧化处理后,腐蚀电位和膜层阻抗均有一定程度的提高.但在浸泡过程中,微弧氧化处理试样的电化学参数呈现出不同的变化规律,初期波动较大,后期则逐渐降低,趋向稳定.     

微弧氧化工艺参数对镁合金表面水滑石复合膜层耐蚀性的影响

目的 通过在微弧氧化膜上原位生长水滑石膜,提高镁合金的耐蚀性.方法 首先分别在硅酸盐、磷酸盐和铝酸盐为主的电解液体系中制备镁合金微弧氧化膜.然后采用水热处理技术,通过加入硝酸铝与硝酸锌的混合溶液,制备微弧氧化/水滑石复合膜层.采用扫描电镜、X射线衍射仪、接触角仪和电化学腐蚀试验,分别研究了微弧氧化及复合膜层的显微形貌、物相组成、疏水性和耐蚀性.结果 XRD表明,在不同的微弧氧化膜上均可原位生成水滑石膜.铝酸盐体系中制备的水滑石膜厚且致密,硅酸盐和磷酸盐体系中生成的水滑石数量少,不能完全封闭微孔及裂纹.在硅酸盐体系中于400 V和430 V条件下制备的复合膜层,接触角分别为74.3°和130.3°.磷酸盐和铝酸盐中制备的复合膜层的接触角低,无疏水性.硅酸盐中于430 V条件下制备的复合膜层,阻抗模值达到2×107?·cm2,耐蚀性提高10倍左右.结论 原位生长水滑石膜可以封闭微孔,硅酸盐和铝酸盐体系中制备的复合膜层的耐蚀性提高,磷酸盐体系中制备的复合膜层的耐蚀性下降.微弧氧化的成膜电压对水滑石生长无显著影响.     

镁合金微弧氧化陶瓷层耐蚀性的电化学分析

采用IM6e型电化学工作站，测试了镁合金微弧氧化后陶瓷层的电化学阻抗(EIS)、稳态电流／电位极化曲(Steady State1／E Recording)以及Tafel斜率。结合测量结果对微弧氧化处理镁合金的耐蚀性进行分析。结果表明，经过微弧氧化处理后试样的电化学阻抗比未经处理原始试样的电化学阻抗高3个数量级。微弧氧化处理过程中存在一个最佳陶瓷层厚度，当超过或低于这个最佳厚度时，试样的耐蚀性都较差，只有达到这个最佳厚度时，试样的耐蚀性才是最佳的。     

镁合金低能耗微弧氧化膜层组织结构及耐蚀性的试验研究

在镁合金表面试制了低能耗微弧氧化膜层,通过SEM、TEM及电化学腐蚀、盐水浸泡失重测试,对低能耗微弧氧化膜层的组织结构及耐蚀性能进行了研究。结果显示,低能耗电解液中制备的微弧氧化膜层与普通微弧氧化膜层表面形貌存在明显差异;前者的主要成分是非晶相而不是Mg O晶体相;电化学腐蚀及盐水浸泡失重试验结果同时显示,低能耗微弧氧化膜层的电化学腐蚀性能与常规微弧氧化膜层的差别不大,两种膜层都可以对镁合金基体起到良好的保护作用。     

不同工艺参数对微弧氧化医用纯锌表面微观组织和性能的影响

目的 通过控制微弧氧化工艺参数来优化纯锌的耐蚀性,以实现临床降解的可控性.方法 通过设置正向电压、反应时间、占空比、负向电压和分段处理等,在纯锌表面制备微弧氧化膜层.利用扫描电镜(SEM)观察膜层的表面形貌和截面厚度,结合能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析膜层元素和相结构,采用表面张力测量仪和电化学极化曲线分析润湿性和耐蚀性.结果 通过提高正向电压,降低占空比,控制处理时间和负向电压,可有效降低膜层孔隙率和腐蚀速度.微弧氧化处理可明显增强试样表面亲水性,分段处理对润湿性和耐蚀性有显著影响.当正向电压为300 V,占空比为10％,反应时间为5 min,负向电压为–100 V时,可获得亲水性好、耐蚀性强的微弧氧化膜层,其孔隙率为10.95％,膜层厚度为5.29μm,腐蚀电流密度达5.74×10–6 A/cm2.结论 微弧氧化处理可明显增强纯锌表面润湿性,可通过调节不同微弧氧化工艺参数改变膜层结构,优化其亲水性和耐蚀性.     

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。     

镁合金微弧氧化体系中四硼酸钠的作用机理研究

利用扫描电镜、电化学工作站等分析手段,探讨了镁合金微弧氧化体系中四硼酸钠添加对膜层组织结构及耐蚀性的影响规律,分析了四硼酸钠在镁合金微弧氧化膜层形成及生长过程中的作用机理。研究发现:微弧放电发生前,(B_4O_7)~(2-)与Mg离子结合于阳极表面形成难溶于水的偏硼酸镁;随着四硼酸钠含量的增加,沉积于阳极表面的偏硼酸镁结构由3 g/L时的颗粒状逐步过渡到15 g/L的网状结构;这些具有高阻抗特性的偏硼酸镁沉积层的形成为微弧放电过程的进行构建出了合适的电场条件;微弧放电发生后,沉积于阳极表面的偏硼酸镁通过提高等脉宽恒峰值电流条件下的