铝及其合金的表面改性技术介绍

现代经济的高速发展对铝及其合金在硬度、耐蚀性和耐磨性以及功能性方面有了更高的要求。介绍了铝及其合金表面改性技术的发展情况,新技术的使用有效改善了铝及其合金的表面性能。     

钛合金微弧氧化技术的研究

随着科学技术的发展与进步,钛及其合金的应用越来越广泛,虽然它们具有很多优良的性能,但其表面的耐磨、耐蚀性能还不能满足某些关键零部件的要求,尤其在航天、航空领域,微弧氧化技术的出现则较好地解决了这个问题.微弧氧化技术是一种在铝、镁、钛等有色金属及其合金表面原位生长氧化膜的新技术.利用该技术制备的氧化膜具有耐腐蚀、耐磨、硬度高和电绝缘等优良特性.阐述了微弧氧化技术的发展历史、氧化膜制备的基本原理,分析了氧化膜生长规律及影响因素,指出了钛合金微弧氧化技术的特点、研究不足及研究方向.     

锆合金表面改性工艺的研究进展

以锆合金的表面改性技术为主线,简述了目前改性方法的种类及研究现状,重点介绍了物理气相沉积、激光表面处理、阳极氧化、微弧氧化及离子注入等常用表面改性制备技术的原理、研究进展及优缺点。探讨了锆合金表面改性过程中需要解决的理论问题和需要攻克的技术瓶颈。最后,结合相关研究进展,对锆合金表面改性今后的研究工作和工程应用前景进行了展望。     

多弧离子镀铝对TiAl合金高温抗氧化性能的影响

利用多弧离子镀技术在TiAl合金表面制备镀铝层.采用SEM、EDS和XRD分析了膜层的显微组织、化学成分及其相组成,研究了镀铝层对TiAl合金的高温抗氧化性能的影响.结果表明:TiAl合金表面离子镀铝后,形成致密的纯铝层,经850℃×100 h高温氧化后,氧化膜外层为连续致密的A12O3,内层为扩散层TiAl3相,有效地提高了TiAl合金高温抗氧化性能; 经950℃×100h高温氧化后,表面氧化膜由A12O3及少量的TiO2组成,膜层中TiAl2为主要成膜相.对TiAl合金的抗高温氧化性能起到一定的提高作用.     

镁合金表面改性技术现状研究

镁在自然界中含量丰富,在地壳金属元素中储量排名第三位,是最轻的金属结构材料之一.镁合金的密度为1.74 g/cm3,比强度高达134,兼具韧性好、减震性强、热容量低、压铸性能好以及切削加工性能优良等优点,在军工、航天航空以及汽车等领域上有广泛应用.由于镁的电负性极强,稳定性不好,易被腐蚀,因而需要对镁合金表面进行处理才能适应实际应用的要求.镁合金表面改性是改善镁及其合金耐蚀性、提高使用寿命、扩大应用领域的重要技术手段之一.综述了镁合金表面改性技术的研究现状,介绍了化学转化处理(化学氧化处理)、电镀和化学镀、阳极氧化和微弧氧化、激光表面处理、热喷涂以及有机涂层等方法 的原理、优点以及存在的问题,并简要介绍气相沉积、离子注入、达克罗涂层等表面改性技术,最后分析了镁合金表面改性的发展趋势,认为镁合金表面改性技术应朝着低污染、低成本、高效率、多技术复合的方向发展.     

Pt改性镍基高温合金铝化物涂层研究进展

综述了镍基高温合金上抗高温氧化的Pt改性β-(Ni,Pt)Al涂层和γ-γ′型涂层,重点介绍了Pt改性铝化物涂层制备工艺,不同工艺条件下涂层的微观结构,Pt增强铝化物涂层抗氧化性能的作用机理,Al对涂层高温氧化性能的影响,并从元素互扩散、相变、表面起伏等方面描述了涂层退化过程,最后对Pt改性铝化物涂层发展进行展望。     

锆合金表面改性研究进展

综述了目前锆合金表面改性方面研究的进展状况。主要对表面预膜、离子注入和激光表面处理等3种方法进行总结。其中表面预膜主要简介了高压釜预膜、表面镀膜和阳极氧化等3种方法的研究现状：离子注入方面介绍了Y，La，Nb等离子注入对锆合金的改性效果及其原理；激光表面处理方面介绍了激光表面熔覆和激光表面合金化2种方法在锆合金表面改性方面的研究进展。     

铝合金阳极氧化膜电解着色及功能膜应用

铝及其合金电解着色技术是铝表面防护-装饰性处理的一种重要途径.大量实践证明铝合金表面电解着色膜的耐腐蚀性、耐候性、耐旋光性和使用寿命都比染色膜要好的多.本文综述了铝及铝合金阳极氧化膜电解着色技术的发展过程、着色机理及在功能方面的最新研究进展.     

微弧氧化技术在Al、Mg、Ti及其合金中的应用

综述了微弧氧化技术发展状况、机理及其影响因素.有色金属Al、Mg、Ti及其合金在工业中的地位越来越重要，而其耐蚀性、耐磨性及硬度等应用性能不理想一直束缚其发展.微弧氧化技术可以直接在有色金属Al、Mg、Ti及其合金表面原位生长陶瓷层，从而改善了其应用性能.介绍了微弧氧化技术在Al、Mg、Ti及其合金中的应用.      

TiAl基合金的激光表面处理

研究了激光表面合金化和表面熔覆技术在γ-TiAl基金属间化合物上的应用，从激光表面处理技术的特点和其在TiAl合金表面改性上的最新研究结果入手，探讨了激光表面层及表面处理工艺参数对TiAl合金表面组织与高温氧化性能和耐磨性的影响及其机理，研究结果表明激光表面处理在改善TiAl合金高温抗氧化性能和提高耐磨性方面有着广阔的应用前景。     

镁合金表面铝涂层研究新进展

对镁合金表面沉积铝涂层这一镁合金表面处理的新技术进行了总结,分析了传统镁合金表面处理的优缺点以及在镁合金表面沉积铝涂层的优势.最新的在镁合金表面沉积铝涂层的工艺主要有铝粉埋覆扩散法、铝粉刷涂埋覆扩散法、火焰喷涂热扩散法、电弧喷涂热压法、动态金属喷镀法.在对以上沉积原理的分析和理解的基础上,详细阐述了镁合金表面铝涂层的耐蚀机理,并指出了该技术的应用前景和制约其发展的主要因素.     

铝及其合金的微弧氧化技术

综述了近年来利用微弧氧化技术对铝及其合金进行表面处理的研究进展;着重分析归纳了电流密度、电压、频率等电参量以及不同基体材料对铝合金微弧氧化膜的生长、成分、结构和性能等方面的影响;分类评价了铝合金微弧氧化处理中常用的电解液体系;简要描述了铝合金微弧氧化的动力学特点和膜层的生长机理;指出电参量的控制以及电解液成分和浓度的调整是将来铝合金微弧氧化技术的研究重点.     

等离子喷涂灰铸铁涂层的研究进展

在汽车上使用轻质铝合金发动机可以有效减少燃油消耗和环境污染,但铝合金的耐磨损性能较差,从而造成发动机工作过程中气缸壁面容易磨损。利用表面改性技术对铝合金表面进行强化处理,可以满足其作为滑动部件在高载荷条件下的使用要求。灰铸铁较低的成本和其中石墨的自润滑作用,使其成为铝合金发动机气缸表面保护涂层材料的首选。等离子喷涂技术以其高效率和灵活性在表面强化领域受到广泛应用。因此,利用等离子喷涂制备灰铸铁涂层成为改善铝合金发动机气缸表面耐磨性的有效方法之一。但是,由于等离子喷涂过程中熔滴冷却速度极快,等离子喷涂很难得到含大量石墨组织的灰铸铁涂层。以调控灰铸铁涂层中的石墨含量为目的,总结了等离子喷涂灰铸铁涂层的研究现状,以及基体温度、颗粒尺寸、添加合金元素等对熔滴冷却速度的影响,并以此为基础,结合凝固理论分析了在涂层中保留灰铸铁粉末中的石墨组织的可行性,同时分析了在铸铁涂层中保留石墨所面临的主要问题,并提出了解决这些问题的主要措施。最后就在等离子喷涂灰铸铁涂层中保留石墨的研究方向进行了展望。     

稀土在铝合金表面处理中的应用及研究进展

评述了稀土在铝合金表面处理中的应用及研究进展,尤其是铝合金稀土表面转化膜技术和稀土对铝合金阳极氧化的影响两方面.稀土表面转化膜能够提高铝合金的耐蚀性能,工艺以化学浸泡为主;稀土对铝合金阳极氧化是有益的:它使铝合金接受极化的能力增强,同时提高氧化膜的抗蚀性.因此,稀土应用于铝合金表面处理具有良好的发展前景.     

Microstructure of Nitrided Aluminum Alloys Using an Electron-Beam-Excited-Plasma （EBEP）

Nitriding of surface of aluminum alloys was carried out with using an electron-beam-excited-plasma (EBEP) technique. The EBEP is sustained by electron impact ionization with energetic electron beam. Two kinds of substrates,aluminum alloys AA5052 and AA5083, were exposed to the down flow of EBEP source at 843 K for 45min. The specimens were characterized with respect to following properties: crystallographic structure (XRD), morphology (SEM) and the cross sectional microstructures of the nitrided layer was observed using a scanning electron microscopy (SEM). There are some Al2O3 particles on the surface of the nitrided AA5052 and AA5083. The AlN layers were formed on the substrates with the thickness of 4.5μm for AA5052 and 0.5μm for AA5083. A relatively uniform nitrided surface layer composed of AlN can be observed on the AA5052 substrate. The grains size near the interfaces between the substrate and AlN layer were smaller than that near the surface. On the surface of AlN layer, the concentration of nitrogen was high and in the middle of AlN layer it had a constant concentration like the aluminum and the concentration was decreased with approaching to the interface. On the surface of nitrided AA5083, a uniform AlN layer was not formed as the reason for the high nitriding temperature.     

几种常见合金的激光扫描焊接特性及研究现状

激光扫描焊接是一种高效的新型激光焊接技术,具有独特的激光束定位方式、扫描范围广、灵活性高、工作距离长等优点,相比于传统激光焊接,其多点焊接的特性能在很大程度上提升焊接效率.概述了激光扫描焊接技术的工作原理和分类,重点阐述铝合金、镁合金、钛合金、铜及铜合金、铝-钢异质合金几种常用合金的激光扫描焊接特性及研究现状.扫描激光...     

铝合金阳极氧化方法及成膜机理的研究进展

对铝合金阳极氧化的发展现状及趋势进行了总结和展望。首先,介绍了阳极氧化工艺的类型,并着重阐述了最常用的酸性阳极氧化以及碱性阳极氧化的特点。随后,概括了阳极氧化膜生长机理的研究进展,包括氧化膜的生长过程及提出的相关理论。此外,对碱性阳极氧化的研究现状进行了归纳,并简要介绍了其与酸性阳极氧化在氧化膜结构特点及生长机理方面的异同。最后,针对当前阳极氧化技术存在的问题和面临的挑战,对其未来的发展趋势做了展望,并指出了阳极氧化技术的发展方向。     

高品质高可靠性钎料的技术发展及应用

结合国际高品质钎焊材料的研究现状和未来发展方向,总结了新型铝基钎料、银基钎料、铁基钎料及钎焊技术的国内外最新研究进展与应用成果.AlSiCu基低熔点钎料具有较高的强度和较好的耐腐蚀性能,特别是添加微量稀土元素后能通过变质作用降低表面张力和促进界面元素扩散,适用于高强度铝合金、铝-钢、钛合金的连接.新颖的纳米多层膜低温钎料及涂层制备技术取得一系列新的研究结果,与钎焊技术相结合具有良好的应用前景;特殊的钎焊新技术,如超声波辅助钎焊、等离子-激光复合钎焊为实现无钎剂和非真空环境下材料的液相连接提供了新的解决方案.     

锆微弧氧化表面处理技术研究进展

锆及锆合金是重要的核结构材料和有潜力的生物医用材料,但在实际应用中,腐蚀、磨损易造成其失效,而适当的表面改性是提高它们服役性能的有效手段。重点介绍了锆及锆合金微弧氧化（MAO）表面处理技术的研究现状,讨论微弧氧化过程中电压电流特征及微弧放电机理,总结电解液体系及电参数对锆微弧氧化膜生长及膜层性能的影响规律,最后指出目前存在的问题和后续的研究方向。锆微弧氧化膜硬度高,致密性好,能大幅度提升基材的抗磨损和抗腐蚀性能。因此,锆微弧氧化技术在核电及生物医学领域有着很好的应用前景。此外,电解液中铝、硅元素进入微弧氧化膜后可以稳定膜层中高温氧化锆相（t-ZrO2）,避免膜层中应力集中和微裂纹的产生。用P和Ca元素修饰后的锆微弧氧化膜具有较好的生物活性、抗体液腐蚀和抗菌性能。