电解液中Ce对ZAlSi12Cu2Mgl微弧氧化层的影响

在稳定的Na2SiO3电解液体系中对ZAlSi12Cu2Mgl进行微弧氧化,研究了电解液中稀土Ce的质量浓度对电解液电导率、微弧氧化过程中正/负向电流及微弧氧化层特性的影响.研究结果表明,随着Ce的质量浓度从0到0.125 g/L逐渐增加,电解液的电导率从15.15 MS/m逐渐上升到16.54 MS/m,微弧氧化过程中的电流发生明显改变;随着Ce的质量浓度的提高,微弧氧化层厚度和显微硬度先增大随后逐渐减小,在Ce质量浓度为0.025 g/L时达到最大,其氧化层厚度约为258μm;显微硬度(HV)约为620.     

电解液中Ce对ZA1Sil2Cu2Mg1微弧氧化层的影响

在稳定的Na2SiO3电解液体系中对ZAlSil2Cu2Mg1进行微弧氧化，研究了电解液中稀土Ce的质量浓度对电解液电导率、微弧氧化过程中正／负向电流及微弧氧化层特性的影响。研究结果表明，随着Ce的质量浓度从0到0．125g／L逐渐增加，电解液的电导率从15．15MS／m逐渐上升到16．54MS／m，微弧氧化过程中的电流发生明显改变；随着Ce的质量浓度的提高，微弧氧化层厚度和显微硬度先增大随后逐渐减小，在Ce质量浓度为0．025g／L时达到最大，其氧化层厚度约为258μm；显微硬度（HV）约为620。     

钛合金微弧氧化制备含CNTs涂层的组织结构

为了进一步提高钛合金表面微弧氧化陶瓷层的性能,在硅酸钠基础电解液中添加碳纳米管制得含碳纳米管的微弧氧化复合涂层。通过X射线衍射仪和扫描电镜等手段研究了碳纳米管对微弧氧化涂层的相组成和表面形貌的影响,测量了两种涂层的膜层厚度、表面粗糙度和显微硬度。结果表明:陶瓷层的主要成分为金红石型TiO2和锐钛矿型TiO2,还有少量的SiO2、Ti6O,膜层致密,厚约20μm,含碳纳米管的复合涂层的表面粗糙度较低,显微硬度为680 HV,比基体高1倍多。     

硅酸盐电解液中铝合金微弧氧化陶瓷膜层的结构与性能

在硅酸盐电解液中利用微弧氧化方法，在LYl2铝合金上制备了陶瓷膜层。用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)观察分析了其形貌和相组成，测定了膜层厚度、显微硬度，并对涂层进行了耐蚀性和抗热震性研究。结果表明，涂层分为两层，外层为疏松层，内层为致密层，涂层总厚度76μm，致密层厚度50μm，硬度1500HV；涂层相组成为γ-Al2O3和α-Al2O3；涂层在30℃、10%NaOH水溶液和30℃、20%Nacl水溶液中的耐蚀性极好。     

负电压对2A50铝合金微弧氧化陶瓷层微观结构和耐磨性能的影响

目的 通过调节负电压参数,制备具有较高硬度与较好耐磨性的2A50铝合金微弧氧化陶瓷层。 方法 通过微弧氧化,利用双极性脉冲电源,在硅酸盐为主的电解液中,于2A50铝合金表面原位生成耐磨的高硬度陶瓷层。通过改变负电压,研究其对微弧氧化陶瓷层相组成、微观结构、显微硬度和摩擦磨损性能的影响规律。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪表征微弧氧化膜层的微观形貌、物相组成。利用显微硬度计测试微弧氧化膜层的硬度,并通过摩擦磨损试验机评价膜层的耐磨性。结果 涂层的主要相组成为γ-Al2O3。陶瓷层由内侧致密层和外部疏松层组成,随着负电压的提高,微孔的数量和尺寸先减少后增大。微弧氧化后,2A50铝合金得到明显强化,经–100 V负电压的微弧氧化,其显微硬度由未处理的75HV0.5提高至1321HV0.5。微弧氧化陶瓷层具有良好的耐磨性,摩擦系数在0.35~0.55之间,其磨损机制为磨粒磨损和粘着磨损共存。结论 正电压较高时,较低负电压可很好地抑制微弧氧化过程中的强放电现象,以获得较为致密、坚硬且耐磨的膜层。     

植酸添加剂对6061铝合金微弧氧化膜层性能的影响

目的 提高6061铝合金微弧氧化膜层的性能.方法 在电解液中加入5 mL/L的植酸,对6061铝合金表面生成的微弧氧化膜层进行改性.记录微弧氧化过程中的电压-时间曲线,采用SEM、EDS、XRD、电化学工作站、马弗炉等仪器设备,研究了植酸的添加对微弧氧化膜层微观结构、元素组成、相组成、耐蚀性、抗热震性等特性的影响.结果 添加植酸后,微弧氧化电压从526 V提高到538 V,微弧氧化放电更加均匀,微弧氧化膜层的生长速率增加,膜层厚度从9.3μm增加到13.6μm.放电微孔孔径减小,数量增多,膜层致密均匀,膜层结合力从3.2 N提高到3.9 N,显微硬度增加了39.2HV.植酸中的磷酸根基团和羟基可与基体电离出的Al3+结合生成植酸铝,使膜层中的C、P元素比例提高,Al元素比例降低.微弧氧化过程中,基体中的Al转变成γ-Al2O3和α-Al2O3,添加植酸后,γ-Al2O3和α-Al2O3的衍射峰强度提高.膜层的腐蚀速率从1.085×10-2 mm/a降低到1.565×10-3 mm/a,其耐蚀性能提高,同时具有良好的抗热震性能.结论 植酸的添加优化了微弧氧化膜层的结构,提高了膜层的厚度、显微硬度和膜层结合力,同时改善了膜层的耐蚀性能和抗热震性能.     

高脉冲能量下ZL109铝合金微弧氧化陶瓷膜特性

在硅酸钠电解液体系中对ZL109铸造铝合金进行微弧氧化试验,研究了恒压高脉冲能量条件下制得微弧氧化陶瓷膜的特性。结果表明:在使用50%占空比脉冲能量对铝合金进行微弧氧化试验时,制得的陶瓷膜厚度达200μm以上,陶瓷膜的主要成分为Al2O3,随着微弧氧化时间的延长,膜层的生长速率变慢。硅酸钠浓度为10 g/L时,膜层硬度最高,达1748 HV0.1。硅酸钠浓度为6 g/L时,得到的膜层致密性最好。     

Na2ZrF6-KoH中微弧氧化2024铝合金陶瓷膜

为了提高2024铝合金的表面硬度和耐磨损性能,采用微弧氧化法在Na2zrF6-KOH溶液中使2024铝合金表面形成氧化物陶瓷膜.分别用扫描电镜、电子探针及X射线衍射研究了陶瓷膜的组织形貌、元素分布和相组成.结果表明随氧化时间的增加,阴阳极电压逐渐增加,且阴极电压低于阳极电压;厚约20μm的膜可分为致密层与琉松层;相对致密均匀的膜层主要由α-Al2O3,γ-Al2O3和少量的非晶相物质组成电解液所含元素zr,进入到膜层中,表明电解液组元剧烈参与微弧氧化反应;陶瓷膜的平均硬度约为16 GPa,分布在距界面10μm附近.     

添加硫酸铜对 TC4 钛合金微弧氧化膜性能的影响

目的研究CuSO_4浓度和微弧氧化工艺参数(电压、氧化时间)对TC4钛合金微弧氧化膜颜色及性能的影响。方法在磷酸钠电解液中,对TC4钛合金进行微弧氧化处理,并添加CuSO_4获得不同颜色的陶瓷膜,对氧化膜的宏观形貌、微观形貌、物相结构以及硬度进行分析。结果添加CuSO_4能使陶瓷膜颜色变深,随着CuSO_4浓度升高,膜层由灰色逐渐变为红褐色。当CuSO_4质量浓度为0.5 g/L时,氧化膜表面均匀致密,显微硬度最高(627.1HV);当CuSO_4质量浓度为1.5 g/L时,氧化膜显微硬度最低(382.8HV)。随着电压升高,膜层颜色加深,色泽更均匀,但表面硬度下降。在400 V条件下制备的氧化膜硬度最低,但是色泽最均匀。随着氧化时间的延长,氧化膜厚度增加,颜色加深,色泽更为均匀,但是当氧化时间超过15 min后,氧化膜颜色变浅。结论 CuSO_4对微弧氧化膜的显色作用明显,其浓度及微弧氧化工艺参数(电压、氧化时间)均对涂层性能、色泽、致密性、厚度及相组成具有很大的影响。     

钛合金表面Al_2O_3陶瓷膜制备及性能研究

采用多弧离子镀技术在TC4钛合金表面制备了厚度约40μm的纯Al层,然后在恒流模式下对其进行不同时间的微弧氧化处理,以获得耐磨的Al_2O_3陶瓷膜。采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机和拉伸试验机对钛合金镀铝层微弧氧化膜的微观组织结构、显微硬度、耐磨性和结合力进行了观察和测量。结果表明:微弧氧化陶瓷层主要由γ-Al_2O_3和α-Al_2O_3以及少量的非晶相SiO_2组成,膜层均匀、致密。随着微弧氧化时间的延长,Al_2O_3陶瓷层厚度增加,镀铝层厚度减小。微弧氧化3 h时,Al_2O_3膜致密层硬度达到1261 HV。氧化4 h,Al_2O_3陶瓷层厚达60～70μm,镀铝层几乎全部氧化,钛合金基材亦发生轻微氧化;但是,基体钛合金的氧化反而导致Al_2O_3膜层内形成贯穿裂纹等缺陷,膜层硬度下降,膜层与钛合金基材的结合强度降低。Al_2O_3陶瓷膜的摩擦系数较钛合金基材的有所降低,磨损量明显降低。Al_2O_3陶瓷膜/镀铝层/钛合金体系结合强度大于40 MPa,最高可达68 MPa。     

氧化时间对超硬铝7A04微弧氧化陶瓷层结构及性能的影响

在铝酸钠电解液体系下,对7A04超硬铝合金进行不同时间的微弧氧化处理,通过SEM和XRD对氧化陶瓷层的微观结构和相组成进行分析,研究氧化时间对陶瓷层的厚度、显微硬度和陶瓷层与基体结合力的影响。结果表明:膜层微观表面凹凸不平,呈火山喷口状形貌,该膜主要由γ-Al_2O_3和极少量α-Al_2O_3组成。随着氧化时间的增加,陶瓷膜层的厚度不断增加,陶瓷膜层的显微硬度先上升后下降,氧化时间为50 min的膜层达到最大硬度1210 HV0.1。陶瓷层与基体间呈冶金结合且膜层致密。     

不同铝合金基体黑色微弧氧化膜的厚度对其结构和性能的影响*

铝合金广泛应用于各个领域，铝合金表面防腐技术前景十分广阔。采用恒流的方式分别在 7075、7A04 和 2A12 三种不同铝合金基体表面进行黑色微弧氧化膜层的制备。通过扫描电子显微镜、X 射线衍射仪、显微硬度测试仪、摩擦磨损试验机和电化学试验研究不同铝合金基体表面黑色微弧氧化膜的微观组织、硬度、耐磨性和耐蚀性。随着膜层厚度的增加，膜层的致密度大幅提高，平均孔隙率降低至 0.8%，膜层中 α-Al₂O₃的比例增加，耐磨性显著提高，在黑色陶瓷颗粒的自润滑作用下，复合膜层的摩擦因数从 0.6 降至 0.3，摩擦曲线的变化趋势更平稳。黑色膜层厚度从 40 μm 提高到 60 μm，三种铝合金基体的黑色氧化膜层均明显提高，最高达到 916 HV。电化学试验结果 60 μm 黑色微弧氧化膜层的腐蚀电流密度比 40 μm 的降低两个数量级，自腐蚀电位可提高 200 mV，钝化性能增强，膜层耐蚀性显著提升。     

铝合金表面微弧氧化陶瓷层耐磨性

利用微弧氧化技术在7075铝合金表面形成微弧氧化陶瓷膜层,通过SEM、XRD手段分析了微弧氧化陶瓷层的显微结构、表面形貌和相组成,并在HIT-Ⅱ摩擦磨损试验机上测试了陶瓷膜层的摩擦学性能.结果表明:7075铝合金表面的微弧氧化陶瓷膜层由疏松层、致密层构成,其相组成主要是α-Al2O3和γ-Al2O3两相;氧化陶瓷层与基体结合良好,厚度为25～45μm,表面硬度可达到1900HV0.1左右;微弧氧化表面处理技术可以显著提高铝合金的表面耐磨性,在与GCr15钢球对磨时,膜层具有较低的磨损率,但摩擦因数相对较高.     

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%。     

有机太阳能电池金属电极表面改性研究

将纳米TiO2颗粒作为改性剂加入碱性铝酸盐电解液中,对太阳能电池金属电极材料进行表面微弧氧化改性,研究了不同含量TiO2颗粒对微弧氧化膜层组织与性能的影响。结果表明,随着电解液中TiO2含量的增加,微弧氧化膜层厚度从19.2μm提高到24.7μm。电解液中TiO2含量的增加可以减少膜层中的显微缺陷,提高膜层致密性。改性处理后膜层的主要物相为MgAl2O4、MgO和金红石型TiO2。     

复合氧化制备TC4钛合金表面多孔生物陶瓷膜层

研究了复合氧化工艺在Ti-6Al-4V(TC4)钛合金表面制备多孔TiO_2氧化膜层的工艺和性能。在乙酸钙和磷酸二氢钾电解体系中,运用阳极氧化法、微弧氧化和复合氧化方法在TC4钛合金表面制备了多孔生物陶瓷TiO_2氧化膜层,并讨论了电解液浓度(Ca/P)、成膜电压和成膜时间等参数对膜层膜厚、硬度及粗糙度等性能的影响。采用X射线衍射仪、显微硬度计、便携式粗糙度仪、扫描电镜和电化学工作站等仪器分析了表面TiO_2膜层的物相组成、显微硬度、粗糙度、耐腐蚀性和显微形貌及其结构。研究结果表明:采用恒压阳极氧化技术,在TC4表面可形成一层光滑致密氧化膜层,该膜层粗糙度比预处理过的钛合金表面大0.05μm,厚2~10μm,显微硬度为3200MPa(HV)左右,比钛合金显微硬度3100MPa(HV)略大。再在阳极氧化膜层的基础上进行复合氧化,可以在TC4表面形成具有良好耐腐蚀性的多孔TiO_2膜层。膜层的硬度可以达到7000MPa(HV),厚度达到64μm。     

铝酸盐溶液对TiAl合金微弧氧化膜生长和膜层特性的影响

目的 改善TiAl合金表面结构,提高其力学性能。方法 利用微弧氧化（MAO）方法,在NaAlO2电解液中制备了TiAl合金表面的陶瓷膜,分析微弧氧化过程中不同阶段的膜层生长特点,并研究铝酸盐溶液对微弧氧化膜生长速率的影响。通过硬度测试和显微划痕测试方法,评价膜层对基体硬度的影响和膜/基结合力的变化。利用扫描电子显微镜（SEM）分析不同厚度膜层的结构,结合能谱仪（EDS）分析膜层中元素的分布变化。使用X射线衍射仪（XRD）分析膜层相结构的变化。结果 铝酸盐溶液中微弧氧化膜的厚度随着微弧氧化时间增加,可以达到57 μm。微弧氧化过程分为明火花和暗火花生长两个阶段：前30 min是明火花生长阶段,生长速率可达1 μm/min;后续时间为暗火花生长阶段,生长速率约为0.23 μm/min。膜层包括致密内层和疏松外层。致密层中孔隙较少,Al、Ti含量较低;外层有较大的孔隙,Al含量较高,Ti含量较低。扫描电子显微镜结果显示,膜的内层与基体结合良好。显微划痕实验测得膜/基结合力达到45 N。陶瓷膜的相成分是Rutile-TiO2和Al2TiO5,且随着膜层变厚,Al2TiO5的相对含量上升。陶瓷膜的显微硬度随着膜厚度的增加而增加,120 min膜的显微硬度值可达1450 HV,是基体硬度的3倍多。结论 在NaAlO2中对TiAl合金进行微弧氧化处理,可以制备55 μm的陶瓷层。该膜层与基体间有优异的结合力,可以有效改善基体的表面结构,提高材料的硬度,改善其耐磨性能。     

铝合金微弧氧化复合工艺制备陶瓷膜的油摩擦特性

为改善7075铝合金微弧氧化陶瓷膜性能,利用恒流-恒压复合工艺制备微弧氧化陶瓷膜。采用涂层厚度仪、显微硬度计测量陶瓷膜厚度、显微硬度;采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析陶瓷膜的表面形貌、磨痕形貌和相组成;采用摩擦磨损试验机研究陶瓷膜油摩擦特性。结果表明:在氧化时间为75 min(恒流)-30 min(恒压)时,陶瓷膜平均厚度达到81μm,陶瓷膜致密层硬度达到1648 HV;陶瓷膜主要由α-Al_2O_3和γ-Al_2O_3组成;微弧氧化陶瓷膜微孔结构有利于改善油润滑条件下的耐磨性;在油润滑条件下,摩擦系数和磨损量随着转速的增大而变大。     

梯度多孔Ti的微弧氧化研究

在硫酸电解液中对致密Ti和梯度多孔Ti样品进行微弧氧化研究。分析了孔隙特性、电流密度和电解液组成对微弧氧化过程中起始电压、击穿电压、起弧时间、氧化膜形貌和厚度的影响,并测量了微弧氧化膜的物相组成。结果表明:与致密Ti样品相比,梯度多孔Ti样品的起始电压和击穿电压提高、起弧时间延长,氧化膜层厚度增加。随着电流密度的增加,梯度多孔Ti微弧氧化反应剧烈,表面膜层的微孔直径增大,孔洞变小,膜层表面粗糙度增加,膜层变厚。当在硫酸电解液中加入少量硝酸镧后,微弧氧化起始电压和击穿电压提高、起弧时间延长,表面氧化膜的平均孔径从200nm增加到2μm左右,膜层厚度从27.6μm增加到35.6μm,膜层表面粗糙度增加。XRD分析表明,微弧氧化膜主要由Ti、锐钛矿TiO2和金红石TiO2相组成,其中以锐钛矿TiO2为主。     

TiN颗粒对镁合金微弧氧化过程及膜层性能的影响

目的分析Ti N颗粒在镁合金微弧氧化过程中的作用,并研究其在膜层中对镁合金硬度、耐磨和耐蚀等性能的影响。方法通过在微弧氧化电解液中添加2.7μm Ti N颗粒,并使其充分分散于电解液中,使电解液中Ti N颗粒的质量浓度分别为0、2、4、6 g/L,并控制其他实验参数(如电流密度、频率、占空比和氧化时间)一样的情况下进行实验,通过电子显微镜、涂层厚度测厚仪、显微维氏硬度计、X射线衍射和电化学工作站,分别从膜层的表面形貌、厚度、硬度、相组成及耐蚀性等方面,研究了Ti N颗粒对镁合金微弧氧化膜层性能的影响。结果在微弧氧化电解液中添加Ti N颗粒后,相同电化学参数下制得的微弧氧化膜层变得致密,厚度、硬度有所增加,氧化膜层主要由Mg、MgO、Mg2Zr5O12、Ti N组成。极化曲线显示,加入Ti N颗粒,制备的微弧氧化膜层比未加入Ti N颗粒制得的膜层的腐蚀电流下降了2个数量级。阻抗图谱表明,电阻值增加了1个数量级。结论 Ti N颗粒能够随镁合金的微弧氧化过程进入制得的氧化膜层中,并且能够增加膜层厚度和硬度,使膜层的耐磨、耐蚀性得到提高。