船用钛合金微弧氧化-电泳技术研究

随着钛及钛合金在以钢为主体建造材料的舰船装备中的广泛应用,采取有效技术措施防止钛-钢异种金属接触副发生电偶腐蚀变得尤为重要,而有资料表明,采用微弧氧化-电泳技术可以有效解决该问题。为此,对比了经微弧氧化、微弧氧化+水煮封孔、微弧氧化+电泳封孔三种工艺处理后的TA2、TA23、Ti80合金表面膜层的综合性能。研究表明,通过电泳技术可以实现对钛合金微弧氧化膜层表面疏松微孔的封闭,从而大幅度提高船用钛合金微弧氧化膜层的电绝缘性能等,并且从膜层横断面微观形貌可以看出,三种钛合金表面的微弧氧化膜层与电泳涂层之间有着良好的结合性。膜层结合强度测试结果显示,微弧氧化+电泳技术可满足对于结合强度要求较低的涂层的涂装。     

溶胶-凝胶技术提高不锈钢抗高温氧化及铝合金阳极氧化膜的耐蚀性能

采用溶胶-凝胶法在不锈钢基体表面制备ZrO₂和Al₂O₃涂层,并对铝合金阳极氧化膜进行封孔处理.采用高温循环氧化法研究ZrO₂和Al₂O₃涂层抗高温氧化性能,通过电化学阻抗谱和剥蚀法分析溶胶-凝胶法封孔后铝合金氧化膜的耐腐蚀性能.结果表明:ZrO₂和Al₂O₃涂层的抗高温氧化性能随涂层厚度增加而提高;铝合金阳极氧化膜的耐腐蚀性能也随封孔次数的增加而提高,但当封孔处理超过8次后,阻抗值和腐蚀程度基本不随封孔次数发生变化;实施相同次数封孔处理后,Al₂O₃溶胶的封孔效果略优于ZrO₂溶胶的封孔效果.      

微弧氧化对TC4钛合金微动磨损行为的影响

采用微弧氧化技术,在TC4钛合金表面制备高硬度氧化陶瓷层(MAO),对比研究了TC4钛合金基体与微弧氧化陶瓷层在2种不同位移幅值下的微动磨损行为.结果表明:位移幅值由80μm增大到150μm时,TC4钛合金基体微动损伤机制由粘着磨损和磨粒磨损转变为疲劳磨损和氧化磨损,而微弧氧化陶瓷层的损伤机制始终以氧化磨损为主;位移幅...     

石墨含量对TC4钛合金微弧氧化膜的影响

在硅酸钠+磷酸钠体系溶液中添加不同含量的石墨粉,以其为氧化液对TC4钛合金进行表面微弧氧化。通过扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪及摩擦磨损试验机,研究了石墨含量对TC4钛合金微弧氧化膜表面形貌、元素分布、相组成及摩擦系数的影响。结果表明,石墨含量的增加对TC4钛合金表面微弧氧化膜的形貌无太大影响,氧化膜层呈多孔结构,膜层表面有块状石墨颗粒分布;膜层中的Ti、P、O元素含量相对稳定,Si、C元素含量略有波动;膜层主要由TiO_2和Ti组成,石墨对膜层中TiO_2的形成有一定的阻碍作用;微弧氧化膜中的石墨颗粒能够起到一定的减摩作用,随着石墨含量的增加氧化膜的平均摩擦系数从0.85降至0.54。     

钛合金表面微弧氧化耐磨和耐蚀膜层的研究进展

微弧氧化是一种直接在有色金属或其合金表面原位生成陶瓷膜的新技术,利用该技术可在钛合金表面生成耐磨和耐蚀性能优良的膜层。介绍了微弧氧化技术及其特点、钛合金表面微弧氧化耐磨和耐蚀膜层的研究进展,并指出了钛合金表面微弧氧化耐磨和耐蚀膜层的应用前景和今后膜层研究的发展方向。     

稀土添加剂对微弧氧化膜层影响的研究进展

微弧氧化（MAO）技术是一种在金属表面原位生长陶瓷膜层的表面改性技术,可以大幅度提高金属的耐磨、耐腐蚀、耐热冲击等性能。但膜层表面粗糙多孔且存在裂纹是限制该技术进一步发展的瓶颈。诸多研究表明在电解液中添加稀土是改善MAO陶瓷膜层性能的有效手段之一。稀土添加剂能促使基体膜层钝化,提高溶液导电率,加快基体阳离子向膜层表面迁移速度,从而降低膜层粗糙度及孔隙率,提高厚度,增强结合力,改变相组成,继而提高膜层硬度,对膜层减摩耐磨、耐腐蚀、润湿性、抗高温氧化及耐热冲击性能均有一定影响。探讨了稀土添加剂对MAO膜层性能影响机制,最后指出了稀土添加剂未来应解决稳定分散、制备催化及生物活性膜层、多种添加剂复配等研究方向。     

Nd(NO3)3的添加对TC4 MAO涂层润湿性和耐蚀性的影响

为了提高TC4合金的耐腐蚀性,尝试利用微弧氧化技术在TC4表面制备陶瓷涂层,探究微弧氧化电解液中Nd(NO3)3的添加对TC4微弧氧化(MAO)涂层表面性能的影响作用.在硅酸盐电解液体系下对TC4进行微弧氧化处理,测定获得的TiO2MAO涂层相组成、三维轮廓形貌、表面粗糙度、接触角以及电化学极化曲线等性能参数.TC4表...     

稀土对镁合金微弧氧化层的作用综述

镁合金具有密度小、比强度高、可回收、优异的铸造性能和切削加工性能等特点,在航空航天、交通工具、3C产品等领域具有十分广泛的应用前景。然而,镁合金的耐蚀耐磨性能差,限制了其更广泛应用。采用微弧氧化技术处理镁合金表面,来提高镁合金的耐蚀耐磨性能是近几年新兴的表面技术。在微弧氧化过程中,镁合金表面不断地陶瓷化,最终获得与镁合金基体结合紧密的致密耐蚀耐磨陶瓷层。本文介绍了镁合金微弧氧化反应原理,综述了稀土对镁合金微弧氧化层作用形式,包括前处理、作为添加剂添加在电解液中以及稀土合金化方式。探讨了稀土对镁合金微弧氧化层的影响作用,稀土通过影响微弧氧化过程、改变微弧氧化层的形貌和提高耐蚀相比例来改善微弧氧化层的耐磨耐蚀性能。指出今后可能的研究方向,通过选择电导率合适、降低Mg O熔点和粘度的稀土盐添加剂,从而提高微弧氧化膜层的致密性和耐蚀相比例,有利于镁合金微弧氧化层性能的改善。     

镁合金微弧氧化层Al2O3溶胶后续处理的研究

通过溶胶-凝胶(Sol-gel)技术以异丙醇铝(AIP)为前躯体在微弧氧化处理的AZ91D镁合金基体表面制备了AI<,2>O<,3>,溶胶封孔涂层.采用热重-差示扫描量热(TG-DSC)、X-射线衍射(XRD)、能谱(EDX)和扫描电镜(SEM)对凝胶热性能和涂层的成分以及微观形貌结构进行了分析,并对封孔处理前后试样的...     

微弧氧化法直接合成CaTi4(PO4)6生物陶瓷膜

采用微弧氧化技术, 在钛基体表面生长出一层致密的、结合良好的金属磷酸盐生物陶瓷膜, 考察了微弧氧化时间与电流对生成陶瓷膜的影响. 并借助XRD、 SEM等测试手段, 研究了该生物陶瓷膜的物相组成和表面形貌特征. 研究结果表明该金属磷酸盐生物陶瓷膜主要物相是CaTi4(PO4)6(CTP). 本技术与粉末等离子喷涂技术相比, 具有流程短、能耗小、易于实现的优点.     

表面活性剂对钛合金复合微弧氧化膜结构与耐磨性能的影响

为了在钛合金表面制备耐磨性能良好的复合微弧氧化膜层,研究了4种不同类型的表面活性剂对复合六方氮化硼(hBN)固体润滑微粒微弧氧化膜层微观结构及其耐磨性能的影响。结果表明,表面活性剂对复合微弧氧化(MAO)膜层的微观结构和耐磨性能有明显的影响,阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵降低了复合MAO膜层中h BN微粒含量,削弱了膜基结合,因而不利于膜层耐磨性能的改善;非离子型表面活性剂无水乙醇由于挥发性强导致膜层的致密性下降,降低了膜层的耐磨性能;阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠对复合MAO膜层的结构和耐磨性能影响较小;阴离子型表面活性剂羧甲基纤维素钠则有效改善了hBN微粒在电解液中的分散性,进而改善其在MAO膜层中的复合及分布状况,从而明显改进了复合MAO膜层的耐磨性能。     

Structure and Corrosion Resistance of Microarc Oxidation Coatings on AZ91D Magnesium Alloy

Magnesium alloys are widely used as shells of 3C (computer, mobile phone and consumer electronics) equipments for its impressive mechanical and physical properties, such as low density, good resistance to electromagnetic radiation, suitable for high pressure diecasting and easily recycling, etc. But poor corrosion resistance confines its extensively application. In this paper, protective coatings was successfully prepared on AZ91D magnesium alloys by micro-arc oxidation (MAO) and painting process. Microstructures and phases of MAO coatings were invesgated with scanning electron microscope (SEM) and X-Ray diffractometer. Mechanical properties of MAO coating, such as adhesive force and corrosion resistance, were also tested. Results showed that MAO coatings were a good base for painting process. MAO coatings with paint have good adhesive properties to base metal and excellent corrosion resistance. Micro-arc oxidation with painting process is a good kind of surface treatment to improve the corrosion resistance of mobile phone shell made of AZ91D magnesium alloys.     

Investigation of rare earth sealing of porous micro-arc oxidation coating formed on AZ91D magnesium alloy

Magnesium and its alloys have been used in many industries, but they are reactive and require protection against aggressive envi-ronments. In this study, oxide coatings were applied on AZ91D magnesium alloy using micro-arc oxidation (MAO) process. Then, in order to seal the pores of the MAO coatings, the samples were immersed in cerium bath for different times. The surface morphologies and composi-tions of the coatings were analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray energy dispersive spectroscopy (EDS), respectively. The corrosion behavior of the coatings was investigated with electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potentiodynamic polariza-tion tests in 3.5 wt.% NaCl solution. The amount of the porosity of the coating was measured by electrochemical method. It was found that the sealing treatments by immersion in cerium bath successfully sealed the pores of the MAO coatings. The results of the corrosion tests showed that the MAO coating which was sealed in Ce bath for 10 min enhanced the corrosion resistance of the substrate significantly. Fur-thermore, this coating had the lowest amount of the porosity among the coatings.)     

微等离子体氧化技术制备陶瓷膜研究进展

微等离子体氧化技术是一种直接在有色金属表面原位生长陶瓷膜的新技术。用此技术制备的陶瓷膜具有优良的耐腐蚀、耐高温冲击、耐磨和电绝缘等特性。在此文中，介绍了微等离子体氧化技术的发展历史、陶瓷膜的特性及制备原理与工艺，指出微等离子体氧化技术是制备陶瓷膜的一种新工艺，并予以前景展望。     

正脉冲电压对Mg-4Gd-3Y-0.5Zr合金微弧氧化膜组织形貌与耐蚀性能的影响

采用SEM、覆层测厚仪、电化学工作站等研究了正脉冲电压对Mg-4Gd-3Y-0.5Zr稀土镁合金双脉冲微弧氧化膜的组织形貌及耐蚀性能的影响。结果表明：随正脉冲电压的升高,膜层厚度增加,膜层表面微孔数量减少、孔径增大,烧结强度增加,裂纹增大;耐蚀性能先增强后降低,均显著优于合金基体;最佳正脉冲电压为450 V,腐蚀电位与腐蚀电流分别为-1.495 V、10-8.62 A/cm2。     

304不锈钢表面冷喷涂TC4钛合金涂层性能研究

采用冷喷涂技术在304不锈钢表面制备了TC4钛合金涂层,通过扫描电子显微镜观察了涂层的形貌、组织结构,并利用电化学方法研究了涂层的腐蚀电化学特征。研究结果表明,冷喷涂制备的TC4钛合金涂层致密性存在较为明显的梯度现象,靠近基体的涂层密度明显高于表面;涂层喷涂过程没有出现明显氧化现象,与基体的结合强度可达20 MPa左右;涂层的耐腐蚀性能优于304不锈钢,可大大提升不锈钢材料在海洋环境中的耐点蚀性能。     

Comparative analysis of methods for ion-plasma sputter deposition and micro-arc oxidation

We describe the following advantages of micro-arc oxidation (MAO) over ion-plasma sputter deposition of coatings. The equipment for MAO is cheaper (a vat with inexpensive electrolyte and a power source, as opposed to an expensive ion-plasma sputter deposition unit); higher coating adhesion; the ability to produce thicker coatings (hundreds as opposed to tens of microns); lack of [required] surface preparation operations (degreasing, etching, rinsing); and simplicity of operation by personnel. These advantages make micro-arc oxidation a promising technique for metallurgical and metalworking enterprises, where it can be used to provide increased wear resistance, better electrical insulation properties, thermal insulation properties, and corrosion properties for specialized tools and parts.     

激光熔覆高熵合金涂层组织结构及强化机理研究进展

激光熔覆作为一种绿色、高效的表面处理技术,能够快速制备组织致密、晶粒细小,与基体呈高强度冶金 结合的涂层,是近年来高熵合金领域的研究热点之一。概述了现有高熵合金涂层材料体系和制备方法,重点讨论 了激光熔覆CoCrFeNi-M 典型过渡族高熵合金涂层的组织结构,及其耐磨、耐蚀、抗高温氧化等性能,并归纳了 涂层的强化机制和方法。CoCrFeNi-M 系合金涂层主要呈现FCC 固溶体结构,综合力学性能普遍较好,通过合金 体系调控,在细晶强化、固溶强化、第二相强化等作用下,能够获得硬度、耐磨性、耐蚀性等性能的进一步提升。 同时,概述了激光熔覆难熔高熵合金涂层的组织结构,耐磨、耐蚀、抗高温氧化性能及性能强化机制,该体系合 金涂层主要呈现BCC 固溶体结构,硬度较高但室温韧性普遍不足,具有较好的高温强度,在高温领域具有较好 的应用前景,但抗高温氧化性能普遍不足,仍需通过合金体系优化进一步提升。此外,总结了基于激光熔覆技术 开展的高熵合金涂层制备及研究中存在的问题和不足,并展望了未来的发展方向。     

低压等离子喷涂CoCrAlYTa-10%Al2O3涂层组织及性能研究

在SUS304钢基体上利用低压等离子喷涂（LPPS）技术制备CoCrAlYTa-10%Al2O3涂层,并通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪、显微硬度计对涂层的组织与性能进行了分析,研究了涂层的耐冲刷腐蚀以及抗高温氧化性能。结果表明：LPPS制备的CoCrAlYTa-10%Al2O3涂层结构致密,硬度高,涂层与基体结合良好,具有良好的抗冲刷腐蚀及抗高温氧化性能。