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。     

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。     

温度对镁合金微弧氧化膜在乙二醇水溶液中腐蚀行为的影响

在硅酸盐溶液中,利用微弧氧化(MAO)技术在镁合金AZ91D表面制备了氧化陶瓷膜。采用动电位极化和电化学阻抗谱的方法,研究AZ91D微弧氧化镁合金微弧氧化膜在含有NaCl的乙二醇水溶液中在不同温度的腐蚀行为,并用扫描电子显微镜观察了试样腐蚀前后的表面形貌。结果表明：随温度的升高,微弧氧化膜上的乙二醇分子逐步解析,氯离子代替乙二醇分子吸附至MAO膜层表面而导致腐蚀产生。     

3种溶液体系中镁合金微弧氧化研究第一部分——氧化膜的相组成及其耐蚀性

利用直流脉冲方法在3种溶液体系中于AZ91D镁合金表面制得了微弧氧化陶瓷膜,分析了各膜层的厚度、显微硬度、相组成和耐蚀性能。结果表明,不同体系中的膜层增厚速率不同,形成膜层的相关成分也不同。通过比较微弧氧化前后镁合金的动电位极化曲线和交流阻抗发现,处理后的AZ91D镁合金的耐蚀性得到了明显改善。     

Mg–Gd–Y系合金微弧氧化陶瓷层生长机理及耐蚀性

利用扫描电镜、X射线衍射等研究了Mg–11%Gd–1%Y–0.5%Zn(质量分数)合金微弧氧化陶瓷层的生长规律,分析了微弧氧化膜层相结构及不同生长阶段的耐蚀性。结果表明:在微弧氧化初期,膜层生长遵循直线规律,为典型的电化学极化控制的阳极沉积阶段;随处理时间的延长及膜层增厚,膜层生长符合抛物线规律,属微弧氧化阶段,较氧化初期比,生长速率慢;在弧光放电阶段,抛物线斜率增大,疏松层增厚,生长速率有所提高。微弧氧化疏松层主要以MgSiO3为主,致密层以MgO为主;微弧氧化各阶段,膜层耐蚀性随氧化时间增长而提高,到弧光放电阶段,耐蚀性有所降低。氧化时间为7～12min时,制备的膜层具有较好的耐蚀性。     

溶液浓度对TC4钛合金微弧氧化膜的影响

为了实现在钛合金表面制备微弧氧化膜层含有特定钙、磷比例关系,指导合理配置化学试剂。研究了不同质量浓度且不同钙、磷摩尔比溶液对微弧氧化膜层中钙、磷的影响。实验结果表明,随氧化液质量浓度的升高,膜层中钙、磷含量都降低,而膜层中钙、磷比例升高。溶液中钙、磷摩尔比越高,膜层中钙、磷含量越低。若希望制备某一钙、磷摩尔比的生物膜层,可据此确定不同钙、磷摩尔比的溶液,进而确定钙、磷化合物配比关系。     

镁合金微弧氧化陶瓷层的生长过程研究

采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和膜厚测量等方法,研究了MB8镁合金在硅酸盐体系中不同的微弧氧化时间对陶瓷膜层的截面形貌、相组成及生长速度的影响。结果表明:微弧氧化初期,阳极表面主要生成MgO相并向基体内部生长;随后,膜层沿基体向外生成Mg2SiO4相;在氧化末期,膜层同时向内和向外生长,且向内生长占主导地位,但陶瓷层相组成与氧化中期时相同。氧化膜的厚度随时间呈线性增长。提出了陶瓷层在不同阶段的生长机制。     

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。     

电流密度对Ti 6Al 4V微弧氧化膜形貌和性能的影响

采用NaAlO2-Na3PO4-NaF溶液体系,研究了电流密度对Ti 6Al 4V合金微弧氧化膜厚度、生长速率、表面形貌、粗糙度、组成相以及氧化膜耐蚀性、耐磨性等影响.结果表明,(1)在试验的电流密度范围内,氧化膜的厚度随电流密度的增大呈线性增大,但氧化膜的粗糙度却几乎呈指数增大,表面质量变差;(2)在质量分数为3.5%的NaCl溶液中显示了比Ti 6Al 4V钛合金更好的耐蚀性;(3)在干摩擦条件下,氧化膜的摩擦系数高于基体的,氧化膜的磨损机制为脆性断裂.     

环境友好型AZ31B镁合金交流微弧氧化的表征(英文)

研究了一种新的AZ31B镁合金交流电微弧氧化(MAO)工艺,采用了对环境更加友好的含硅酸盐的稀碱溶液作为电解质。结果发现氧化过程分为2个阶段,膜厚与微弧氧化时间呈抛物线关系。形貌观察表明,微弧氧化膜由一个致密层和一个多孔层组成。致密层的厚度约占整个膜厚的40%,膜表面的20%均匀分布着直径1~3μm的孔。动电位极化测量显示,该新型微弧氧化膜的耐蚀性有明显提高,腐蚀电流降低了2个数量级,而自腐蚀电位正移了0.07V。盐雾试验结果同样证实微弧氧化膜的耐蚀性有大幅度提高。     

铝合金等离子体电解着色工艺的研究

通过对不同电解液成分和浓度的选取,制备氧化和着色兼容的微弧氧化膜。不同种类的电解液所得到的微弧氧化膜层颜色也不同,同种体系中的主要成分浓度的不同是影响微弧氧化膜颜色和生成速率的原因之一。     

退火处理对钛酸钡微弧氧化铁电薄膜物相的影响

以工业纯钛板作为阳极,在Ba(OH)2溶液中微弧氧化制得BaTiO3薄膜。研究了BaTiO3薄膜的表面形貌和物相组成,着重研究了退火处理对BaTiO3薄膜物相的影响。微弧氧化所得薄膜表面凹凸不平,且存在大量分布不均的孔洞,主要由六方相BaTiO3组成,经不同温度退火后,其物相组成发生很大变化。在1 100°C下退火1 h后,薄膜中开始出现四方相BaTiO3;随着热处理温度的升高和保温时间的延长,更多的BaTiO3由六方相向四方相转变。但高温退火过程中基体Ti与微弧氧化膜反应形成的氧化物层会影响薄膜的铁电性能。     

铝合金表面扫描式微弧氧化成膜机理分析

以硅酸盐体系为电解液,利用扫描式微弧氧化（SMAO）方法在铝合金 2024 的表面成功制备出"蛇形"和"HIT"图案的陶瓷膜层。对扫描式和传统微弧氧化工艺进行了对比,采用扫描电镜和 X 射线衍射研究了 SMAO 陶瓷膜的结构和相组成。结果表明,与传统微弧氧化放电过程不同,扫描式微弧氧化在沿阴极前进的方向上依次分布着钝化区、阳极氧化区和微弧氧化区,没有观察到弧光放电。经过一次扫描生成的陶瓷膜厚度约为17 μm,膜层只有疏松层,且其中的α-Al₂O₃含量高于γ-Al₂O₃。对扫描式微弧氧化放电机理的分析表明,电场在阳极表面的梯度变化可能是同一时间内存在不同放电区域的原因,高达2 400 A/dm²的电流密度使扫描式微弧氧化具有高的成膜效率,同时也导致了疏松层内含有大量的α-Al₂O₃。     

Study on the tribological performance of ceramic coatings on titanium alloy surfaces obtained through microarc oxidation

Through microarc oxidation, a ceramic coating is directly formed on the surface of Ti6Al4V alloy, by which its surface property is greatly improved. Microstructure, phase composition and tribological performance of the coatings were characterized. The results showed that the coating with 10-μm thickness is compact in the inner layer and porous in the surface layer. The coating is mainly composed of rutile and anatase TiO₂. The tribological behavior of the microarc oxidation ceramic coating under dry sliding against SAE52100 steel was evaluated on a ball-on-disc test rig. The Ti6Al4V alloy was characterized by adhesion wear and scuffing under dry sliding against the steel, while the polished ceramic coating experienced much abated adhesion wear and scuffing under the same testing condition. The polished ceramic coating showed good friction-reducing and fair antiwear ability in dry sliding against the steel. This is attributed to the smooth surface and rutile TiO₂.     

退火气氛中CO2含量及加热时间对钢坯氧化的影响

在热轧加热炉中,燃气热值的波动会带来退火气氛的变化,钢坯在炉停留时间也会受生产节奏变化的影响产生变化,从而造成钢坯氧化难以预测和控制。本工作在1250℃的加热温度及CO2+N2的气氛下进行实验,研究了CO2含量和加热时间对钢坯氧化行为的影响。结果表明,钢坯氧化动力学曲线分为线型和抛物线两个阶段,随着CO2含量的增加,线型阶段缩短,该阶段的氧化增重也减少;在抛物线阶段,抛物线速率常数kp与CO2含量呈对数关系。钢坯表面氧化层分为致密层和疏松层,致密层位于氧化层外侧,由Fe3O4及其还原产物FeO组成;疏松层位于致密层/金属基体之间,由FeO及其先共析产物Fe3O4组成。疏松层存在孔洞,并且CO2含量越高孔洞越多。     

铝合金在不同电解液体系中微弧氧化过程的研究

为比较不同电解液体系下各种工艺参数对铝合金微弧氧化膜性能及耐腐蚀能力的影响,通过微弧氧化法在NaOH、Na2S iO3、NaH2PO4、Na2CO3四种电解液体系分别制备了铝合金氧化膜。通过点滴腐蚀实验比较了四种电解液体系所得氧化膜的耐腐蚀能力,利用扫描电子显微镜(SEM)观察分析了氧化膜的表面形貌。实验表明,在这四种电解液体系中起弧电压均随浓度的降低及电极间距离的增加而逐步升高,而膜厚与氧化电压、时间的增加成正比,但成膜速率随时间的延长而逐渐减缓,在各体系中这些变化的具体情况仍有所区别。其中以NaOH体系所得氧化膜的膜层较致密,微孔分布均匀,相同条件下耐蚀性能要优于其他三种电解液体系所制氧化膜。     

海洋大气环境下铝合金微弧氧化膜层的耐蚀性研究

采用微弧氧化技术对2A12、3A21两种铝合金基材加工的零件进行处理,并在模拟海洋大气环境的条件下,依据GJB150.11A-2009《军用装备实验室环境试验方法》的要求对处理后的零件进行盐雾试验,研究铝合金微弧氧化膜层的腐蚀行为。结果表明,2A12铝合金经微弧氧化处理得到的黑色膜层光泽度低,具有良好的消光作用,微弧氧化膜层经酸性盐雾试验96 h后,出现不同程度的腐蚀脱落。     

镁合金表面着色技术

对镁合金表面着色技术进行了综述。分别介绍了喷涂着色、阳极氧化着色、金属涂层着色和微弧氧化着色技术。对镁合金微弧氧化着色的原理、着色陶瓷膜的生长特点、影响着色反应的因素进行了分析。指出了镁合金表面着色技术的发展方向。     

Hybrid Process of Microarc Oxidation and Hydrothermal Treatment of Titanium Implant

A duplex process was proposed with which a titania containing calcium and phosphate on the surface of titanium alloy was formed by microarc oxidation in aqueous electrolytes, and finally converted to bioactive layer containing hydroxyapatite by subsequent hydrothermal synthesis. The layer is porous in micro scale and composed of crystals in nanometer size. There was no distinct interface between the hydroxyapatite layer and the substrate.     

铸造铝合金微弧氧化膜的生长动力学及耐蚀性能

研究了ZL101铸造铝-硅合金微弧氧化陶瓷膜的生长动力学,探讨了膜生长厚度与电流密度(i)和生长速率(v)的关系.分析了膜的形貌和相组成,并用电化学法测量不同膜样品厚度的极化曲线.结果表明:膜生长分为3个阶段,氧化初期,i较高,但膜层生长较慢.在膜快速生长阶段,膜生长速率达到极大值.膜生长进入平稳期后,i基本保持恒定,样品的外部尺寸不再增加,膜逐渐转向基体内部生长.合金化元素硅的影响主要表现为氧化初期对膜生长的阻碍作用.铸造铝合金经过微弧氧化处理后,腐蚀电流大幅下降,极化电阻增加了几个数量级.较薄的微弧氧化膜同样大幅度提高了铝-硅合金的耐蚀性.