电流密度对TC4钛合金微弧氧化陶瓷膜性能的影响

采用恒流和梯度电流两种方式对TC4钛合金进行微弧氧化,微弧氧化液组成和工艺参数为:Na2SiO3 16 g/L,(NaPO3)68 g/L,NaF 2 g/L,频率500 Hz,占空比10%。研究了不同电流模式下电压随微弧氧化时间的变化。对比研究了两种电流模式下所得微弧氧化膜的表面形貌、厚度、粗糙度、显微硬度等性能。结果表明,恒流模式下,随电流密度升高,氧化膜层的终止电压、厚度、粗糙度和表面微孔直径增大,显微硬度先增大后减小;与恒流模式膜层相比,梯度电流模式下所得氧化膜层较厚,粗糙度较低,硬度高,表面微孔直径较小。较适宜的恒流电流密度和梯度电流密度分别为10 A/dm2和15–5 A/dm2,而后者所得膜层的综合性能优于前者所得膜层。     

TC4合金微弧氧化工艺电场结构研究

为了探讨微弧氧化膜层制备工艺理论,需对工艺中能量转变过程进行深入研究。利用微弧氧化电源,在恒电压/恒电流不同条件下制备含有氧化钛和双相钙磷成分的膜层试样,通过扫描电子显微镜观测膜层表面和截面形貌和结构特征;从热能和动能角度研究了微弧氧化系统各组成单元压降情况及系统导热散热特点。结果表明,恒流模式下,随占空比升高,电源电压和膜层压降升高,而工作液压降不变;获得了电源能量消耗组成情况,表征了能量转换过程和膜层范围内电势分布情况。揭示了微弧放电能量转换过程,对该工艺理论研究具有定量的意义。     

钛合金微弧氧化钙磷生物膜层形成机制研究

为了利用微弧氧化工艺生成钛合金生物钙磷陶瓷涂层,使用微弧氧化电源,在恒电流条件下制备试样。通过电子扫描电镜和电子能谱仪观测不同氧化阶段涂层形貌和元素组成,膜层厚度变化特点,并分析各阶段微弧放电特性,研究了钛合金微弧氧化生成羟基磷灰石(钙磷)医用陶瓷涂层机制。结果表明,各阶段膜层放电特性不同,膜层先向外生长,后向内生长,且所生成膜层元素成分有区别,致使在微弧放电阶段才有钙磷生物成分生成。结论:若想获得高质量钙磷生物膜层,需使微弧氧化达到微弧放电阶段,但应避免进入弧光放电阶段,所得结论可对研究微弧氧化成膜过程起到一定的指导作用。     

不同电流密度下TC4钛合金微弧氧化膜的电化学腐蚀行为

分别采用恒流和梯度电流两种模式对TC4钛合金进行微弧氧化,并研究了电流密度对膜层厚度、表面形貌和耐蚀性的影响。结果表明:恒流模式下,随着电流密度的增加,膜层的厚度、表面微孔直径逐渐增大,自腐蚀电位和阻抗值先增大后减小;梯度电流模式下所得膜层较厚、表面微孔直径较小,耐蚀性较好。较适宜的恒流电流密度与梯度电流密度分别为10 A/dm2和15-5A/dm2,且后者所得膜层的耐蚀性优于前者的。     

Ti75钛合金微弧氧化膜的制备及性能

在含硅酸钠10g/L、六偏磷酸钠2g/L、柠檬酸钠2g/L和添加剂4g/L的电解液中,以微弧氧化技术在Ti75钛合金的表面成功制备了微弧氧化膜。采用涡流测厚仪、扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计等手段研究了微弧氧化电压和时间对钛合金微弧氧化膜厚度的影响,分析了氧化膜层的表面形貌、组成、硬度、耐蚀性能及高温性能。结果表明,微弧氧化膜层主要由金红石型和锐钛矿型二氧化钛组成。氧化电压升高,膜层厚度增加;氧化时间延长,初期膜层厚度增加明显,20min后膜厚增加减缓。经微弧氧化处理后,钛合金的硬度、耐蚀性能和高温抗氧化性能均得到了明显改善。     

氧化电压和时间对Ti75钛合金微弧氧化膜性能的影响

通过微弧氧化在Ti75钛合金表面成功制得微弧氧化膜层。电解液组成为:Na3PO4·12H2O14.0g/L,Na2SiO3·9H2O2.0g/L,添加剂3.0g/L。借助体视显微镜、涡流测厚仪、显微硬度计、X射线衍射仪等设备,研究了氧化电压和时间对微弧氧化膜形貌、厚度、显微硬度及构相等性能的影响。结果表明,微弧氧化膜层主要由金红石型和锐钛矿型TiO2组成。氧化电压和时间对氧化膜的形貌、厚度及显微硬度的影响较大。随氧化电压升高,微弧氧化膜层中金红石相TiO2的含量增大。氧化时间对微弧氧化膜层构相的影响不大。     

电压对硫酸亚铁-六偏磷酸钠体系TC4钛合金微弧氧化膜微观结构及红外发射性能的影响

在10 g/L硫酸亚铁+8 g/L六偏磷酸钠体系中,研究了电压对TC4钛合金表面微弧氧化膜微观结构和红外发射性能的影响。随电压升高,微弧氧化膜的厚度和粗糙度增大,P、Fe含量先升高后降低。微弧氧化膜中含有少量金红石型TiO_2,Fe和P则分别以非晶态的FeOOH和P_2O_7~(4-)的形式存在。在450 V下所得微弧氧化膜在波长5~20μm范围内的红外发射率最高,平均发射率达到0.93。     

超声辅助对钛合金表面微弧氧化生物膜层的增韧作用

为了提高钛合金表面微弧氧化(MAO)生物膜层的断裂力学性能,将超声波引入微弧氧化工艺,并通过控制占空比制得具有不同孔径和厚度的微弧氧化膜。采用扫描电镜、X射线衍射仪、四点弯曲法、模拟体液浸泡试验对比了无超声辅助和超声辅助微弧氧化膜的表面形貌、相组成、断裂韧性和生物学性能。结果表明,与无超声辅助试样相比,超声辅助试样更致密,更厚,断裂韧性更优。微弧氧化膜断裂力学提高的原因为:部分TiO_2由锐钛矿相转变为金红石相,以及超声空化效应使氧化膜致密化和增厚。     

一种去除钛及钛合金微弧氧化膜的碱性退膜液

为了减少钛及钛合金材料表面处理过程中的吸氢和满足清洁生产的要求,研制开发了一种用于去除钛及钛合金微弧阳极氧化膜的碱性退膜液,对这种退膜液的退膜效果和稳定性能进行了研究,并进一步考察了退膜液对钛及钛合金基体的腐蚀性能、退膜后重新微弧氧化的难易以及微弧氧化膜与基体的结合情况。实验表明:该退膜液具有退膜效果好、稳定性能好、不影响上膜及膜层与基体结合的特点,为完善钛及钛合金微弧氧化工艺及其它钛及钛合金阳极氧化膜退膜液的开发提供了有价值的参考。     

Ti6Al4V钛合金表面蓝色微弧氧化膜的制备及性能

利用微弧氧化技术在Ti6Al4V钛合金表面制备出蓝色微弧氧化膜。对微弧氧化膜的微观形貌和元素组成进行了分析,并对微弧氧化膜的显微硬度进行了测试。结果表明:微弧氧化膜表面光整,呈均匀深蓝色,其主要由Ti、Mn、O和C四种元素组成,还含有少量的V、Al和Si元素;微弧氧化膜的表面粗糙度约为0.159μm,与钛合金的表面粗糙度相近;微弧氧化膜的显微硬度为5 437.4 MPa,显著高于钛合金的显微硬度。     

Cyclic oxidation processes during anodizing of Al-Cu alloys

The influence of copper on the morphologies of porous anodic alumina has been investigated under current and voltage control using a sputtering-deposited Al-2.7 at.% Cu alloy and a commercial AA 2024-T3 aluminium alloy anodized in either sulphuric acid electrolyte or the same electrolyte but with addition of tartaric acid. The findings indicate that film development involves repeated formation of embryo cells of anodic alumina at the metal/film interface. During the initial stages of anodizing at constant voltage, cell formation is accompanied by current peaks in the current-time response. The porosity of the resultant films has a lateral aspect due to the layering of embryo cells. The thickness of individual layers is proportional to the formation voltage, with a ratio of the order 1 nm V⁻¹. The cell formation is accompanied by enrichment of copper in the alloy, incorporation of copper species into the anodic film, in low amounts relative to the alloy, and evolution of oxygen. These processes disrupt the formation of the classical pore morphology, characteristic of high purity aluminium, due to continuous formation of fresh embryo cells and re-direction of pores. The main effect of the tartaric acid addition to the sulphuric acid was to reduce the rate of anodizing of the alloys at constant voltage by about 10-20%.     

铝合金微弧氧化工艺研究概况

概述了铝合金微弧氧化技术原理和陶瓷膜特点,分析了电流密度、电压、脉冲频率、脉冲占空比和电解液参数对制备铝合金微弧氧化陶瓷膜的影响,介绍了铝合金微弧氧化的机理和工业应用现状,指出了铝合金微弧氧化技术的研究方向.     

铝合金雕塑阳极氧化工艺的研究

对金属雕塑用的2024铝合金进行阳极氧化处理,并研究了电压对铝合金氧化膜的厚度、硬度、耐蚀性及表面形貌等的影响。结果表明:电压较低时,氧化膜较薄,耐蚀性不佳。适当升高电压,有利于提高氧化膜的厚度和硬度。但电压高于20V时,氧化膜的溶解速率增大,使得氧化膜的厚度和硬度下降。20V下得到的氧化膜具有最佳的耐蚀性。     

6061铝合金常温脉冲硬质阳极氧化工艺研究

采用直流叠加脉冲电源,通过正交实验研究了占空比、电流密度和氧化时间对氧化膜厚度、显微硬度和耐磨性的影响.结果表明:在常温下,当占空比为50%,电流密度为5 A/dm2,氧化时间为30 min时,所得的氧化膜综合性能最好.     

铈对镁合金微弧氧化膜微观结构和耐蚀性的影响

利用扫描电镜、电化学工作站等,研究了不同铈盐添加方法对ZE10镁合金在由硅酸钠14 g/L、氟化钠14g/L、氢氧化钠2 g/L、甘油5mL/L组成的溶液中,于电压300 V、脉冲频率1 kHz、占空比15％的条件下微弧氧化20 min所得微弧氧化膜厚度、形貌和耐蚀性的影响.结果表明,先进行铈盐转化处理再微弧氧化和在电...     

电压和氟化钠浓度对钛合金阳极氧化膜性能的影响

在3 g/LNaOH溶液中加入NaF添加剂作为电解液,研究了电压和添加剂浓度对钛合金板表面氧化膜的颜色、硬度和耐腐蚀性的影响,分析了氧化膜的扫描电镜图和X射线衍射图.结果表明:电压是影响阳极氧化膜性能的主要参数,电压和NaF浓度的变化都能引起氧化膜颜色、硬度、耐腐蚀性以及表面形貌等的改变.     

负载动态变化时直接甲醇燃料电池的响应特性

直接甲醇燃料电池动态特性的研究对于实际应用来说非常重要.实验研究了直接甲醇单体燃料电池电流动态变化时电压的响应. 基于计算机控制的负载变化,得到了各种电流变化波形及不同的加载电流、放电/开路时间、加载斜率下的电池电压动态响应.结果表明电池电压对电流动态变换变化时的响应很迅速,动态运行时电池的开路电压要比稳态时的高,加载斜率对电池动态响应特性有重要影响. 电池内部电化学反应和传热传质瞬态变化的相互作用是电池动态响应的关键.     

脉冲电沉积镍-铜合金

采用脉冲电沉积技术在304不锈钢表面制备Ni-Cu合金镀层,镀液组成和工艺条件为:NiSO4ꞏ6H2O 200g/L,CuSO4ꞏ5H2O 10 g/L,十二烷基硫酸钠0.2 g/L,柠檬酸钠80 g/L,糖精0.2 g/L,pH 4.0,温度25°C,搅拌速率30 r/min,平均电流密度40~120 mA/cm2,脉冲频率0~100 Hz,占空比20%~90%,时间30 min。研究了平均电流密度、脉冲频率和占空比对Ni-Cu合金镀层的元素组成、表面形貌和显微硬度的影响,得到较优的工艺参数为:平均电流密度40 mA/cm2,脉冲频率50 Hz,占空比60%。该条件下所得Ni-Cu合金镀层由质量分数分别为56.53%和43.47%的Ni和Cu组成,呈“菜花”状形貌,结晶细致、均匀,显微硬度为614.4 HV。     

脉冲参数对Tb-Fe-Co合金镀层的影响

以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(BMIM-BF4)作为溶剂,加入自制的无水氟硼酸盐组成电解液,采用脉冲电沉积制备Tb-Fe-Co合金镀层,所得镀层均匀、致密、有金属光泽且镀层中铽的质量分数较高。考察了脉冲电压、脉冲占空比和脉冲频率对镀层表面形貌及镀层中铽的质量分数的影响,在最优工艺条件下,所制得的镀层中铽的质量分数可达50%。     

Electron emission from diamond thin films deposited by microwave plasma-chemical vapor deposition method

Diamond films with different crystal structures, morphologies and surface characteristics were synthesized under various deposition parameters and annealing conditions by the microwave plasma chemical vapor deposition (MWPCVD) method using gas mixtures of CH₄, CO and H₂. The effects of CH₄ concentrations, grain sizes, grain orientations, film thicknesses and annealing technologies in various ambient gases on planar electron emission of diamond films were studied. The results show that small-grained and (011)-oriented diamond films deposited under the condition of high CH₄ concentration present the properties of high emission current and low threshold voltage; the emission current increases with decreasing the film thickness. There are largest current density and lowest threshold voltage at the film thickness of 1.5 μm. The annealing in H₂ after deposition appears to be more beneficial in lowering the threshold voltage, increasing emission current and improving stability for electron emission of films than annealing in N₂ or Ar. These results indicate that diamond thin films with high emission current, low threshold voltage and high stability can be obtained by selecting suitable deposition parameters of diamond films.