镁合金氧化机理研究进展

镁及镁合金是最轻的结构工程金属,符合当今减重、节能、环保等要求。镁合金还具有高阻尼能力、良好的铸造性和焊接性、较高的导热性和导电性以及可回收特性。对比目前应用广泛的铝合金,镁合金的使用在满足力学性能要求的同时可以达到减重的效果,并减小对环境的压力。镁合金应用前景广阔,但其对氧的高亲和力导致其在加工或使用过程中极易被氧化,且生成的氧化膜疏松多孔,不具有保护性,导致镁合金的加工与应用受到极大限制。因此,镁合金高温抗氧化性能研究是一个重要的研究方向。目前,国内外镁合金高温氧化研究主要集中在以下几个方面：（1）不同温度下镁合金的氧化行为研究;（2）合金化对镁合金高温氧化性能的影响;（3）不同状态（液态/固态）镁合金的氧化行为。虽然镁合金氧化性研究已经较为深入,但至今仍缺乏综述性的总结。因此,本文旨在综述并分析国内外镁合金高温氧化的研究现状,主要关注不同温度下镁合金的氧化行为、合金化对镁合金高温氧化性能的影响及其机理、镁合金氧化机理及保护性氧化膜失效的原因。     

基体对镁合金氧化膜性能影响的研究进展

阐述了镁合金应用前景,介绍了阳极氧化特点以及影响氧化膜性能的因素,主要包括基体材料、电参数、电解液的组成及其浓度等.全面综述了基体对镁合金氧化膜成膜过程、成分、表面形貌以及耐蚀性的影响,提出了由于工业上使用的材料绝大多数为镁合金而不是纯镁,因此,开展合金元素对氧化膜性能影响的研究非常必要.     

铜及其合金高温氧化的影响因素研究

综述了目前国内外铜合金高温氧化的研究现状;分析了纯金属铜的氧化机制;探讨了合金元素、晶粒尺寸和不同氧分压对提高铜合金高温氧化性能的影响.这对进一步研究铜合金高温氧化机理,寻找更好的抗高温氧化措施以及发展新型耐高温铜合金都具有重要的意义.     

铝化物涂层的高温氧化和腐蚀机理研究进展

铝化物涂层被广泛应用于发动机热端部件(如涡轮叶片)的防护,然而在服役过程中,铝化物涂层极易发生高温氧化与热腐蚀,导致失效。针对铝化物涂层在高温环境中服役失效的问题,重点介绍了铝化物涂层的高温氧化与热腐蚀机理、影响铝化物涂层的高温氧化与热腐蚀的因素,以及包括添加Cr、Si、Pt、活性元素等改性元素和进行预氧化处理在内的提升铝化物涂层的抗氧化性与耐腐蚀性能的方法。最后,展望了铝化物涂层高温氧化与热腐蚀研究的未来。     

不同方法制备的微弧氧化涂层摩擦磨损特性的研究现状

镁、铝、钛及其合金具有比强度高、资源丰富、加工性能好等优点，在机械、航空航天、生物医药等领域得到广泛应用，但由于镁、铝、钛及其合金的耐磨性较差，严重限制了其在各个领域的应用。从微弧氧化复合涂层的形成原理和制备方法出发，系统综述了在镁合金、铝合金、钛合金等轻质合金材料表面采用各种微弧氧化复合技术制备的涂层的摩擦磨损性能方面的研究现状，指出目前微弧氧化技术存在的问题与未来发展方向，为后续研究提供一定参考。     

N型热电偶合金的抗高温氧化性及机理的探讨

N 型和 K 型热电偶合金经1300℃,483h 高温氧化后,以电子探针 X 射线显微分析仪,X 射线衍射仪,金相显微镜分别对 K 型和 N 型热电偶合金高温氧化层的形态,合金元素分布,相组成,基体内氧化等情况进行对比分析。试验证明,N 型合金氧化层厚度较薄,其致密性及基体附着性均优于 K 型合金。此外,N 型合金氧化层中 Ni 含量低于基体含量,而 Cr,Si 的含量较高,在 NN 极合金中 Mg 明显地存在于氧化层中。N 型热电偶合金高温抗氧化性优于 K 型热电偶合金是由于 Cr_2O_3,SiO_2及 MgO 对高温氧化过程的扩散起阻碍作用。     

镁及镁合金阳极氧化工艺综述

阳极氧化是镁及镁合金有效的表面防护处理方法,阳极氧化工艺参数包括电解质溶液组成、浓度、温度和PH值,电流、电压类型,幅值及其控制类型。这些工艺参数及阳极氧化前、后处理直接决定阳极氧化成膜效果和膜层的耐蚀、耐磨及装饰等综合性能,影响镁阳极氧化技术的推广应用。本文对包括阳极氧化前、后处理在内的镁阳极氧化工艺流程及迄今为止较为成功的镁阳极氧化工艺进行了较为全面的综述。     

镁合金微弧阳极氧化膜的特性

采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等方法初步研究了镁合金微弧氧化膜的成分、相组成及其形貌特征.结果表明,在微弧氧化处理过程中,镁合金基体中的合金元素Al向表面扩散进入氧化膜层,微弧氧化处理液组分中的元素也进入了氧化膜层.氧化膜主要由MgO、Mg2SiO4、MgAl2O4和不定形相组成.在微孤氧化过程中,氧化膜中首先产生的物相为立方结构的MgO,随着氧化时间的延长,氧化膜中出现晶态的MgAl2O4及Mg2SiO4.     

镁合金绿色型阳极氧化的研究进展

镁合金阳极氧化技术是一种提高镁合金表面腐蚀阻抗的有效方法.目前,无铬无磷无氟的镁合金绿色型阳极氧化工艺是研究的重要方向.综述了镁合金绿色型阳极氧化工艺的最新进展,详细地介绍了其电解液的成分及其作用.     

FeAl系合金抗高温氧化性能研究进展

FeAl金属间化合物具有优异的力学性能和抗高温氧化、硫化腐蚀性能,被公认为是高温结构材料、高温气体除尘领域内具有重要应用价值的新材料,因而成了人们研究的重点课题之一。系统地讨论了铁铝金属间化合物的氧化过程、机理以及研究的进展情况。     

TEMPO氧化体系对废纸浆纤维的氧化改性

目的利用2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物自由基(TEMPO)/NaClO/NaBr氧化体系改善废纸浆纤维成纸的性能。方法以废纸浆为原料,在碱性条件下采用TEMPO/NaClO/NaBr氧化体系对纤维进行选择性氧化,得到不同羧基含量的氧化废纸浆,通过纤维形态分析仪及化学分析法对纤维形态和羧基含量进行分析和测定;将氧化废纸浆、氧化废纸浆与原浆进行抄片和配抄,对手抄片的强度性能进行检测和分析;从经济效益出发,研究氧化体系中TEMPO及NaBr的循环使用次数对纸张强度性能的影响。结果随着NaClO用量的增加,废纸浆纤维的羧基含量增加;纤维长度、宽度和粗度有所降低;纸张抗张强度和环压强度增长较为明显;NaClO和NaBr循环使用2次后纸张的强度性能有所降低,但降低幅度不大。结论TEMPO氧化体系可用于废纸浆的氧化,改善废纸浆的性能。NaClO和NaBr的循环使用能够降低生产成本。     

Oxidation of alloys

Abstract

Key principles of alloy oxidation are discussed, with emphasis on Cr₂O₃ and Al₂O₃ formation on nickel-, cobalt, and iron-base alloys. The various special cases of alloy oxidation, which are quantifiable to varying degrees, are presented schematically. The important competition between surface scale development and internal oxidation is emphasized and extended to explain transient oxidation. The ability to measure and model the distribution of alloying elements in steady-state scale and substrate is described. The priority now is to understand further alloying element and defect segregation and transport in grain boundaries, and also other short-circuit paths including pores, in Cr₂O₃ and Al₂O₃ scales.

Interaction between alloy depletion, void formation, and phase-boundary oxidant transport in single- and multi-phase alloy substrates requires further elucidation. Brief consideration of ternary and quaternary alloy oxidation illustrates the, ability partially to explain complex alloy behaviour. The role of reactive element additives and dispersoids is reviewed concisely in light of recent work. MST/442     

微弧氧化和阳极氧化处理镁合金的耐蚀性对比

通过电化学分析测量镁合金微弧氧化陶瓷层和阳极氧化陶瓷层的交流阻抗图谱，稳态电流／电位曲线，并对得出的交流阻抗值和腐蚀电流进行比较，结果表明，与阳极氧化处理比较，镁合金经营微弧氧化处理后交流阻抗值增大，腐蚀电流降低，微弧氧化陶瓷层特有的微观结构是其耐蚀性显著提高的主要原因。     

连续碳纤维增强陶瓷基复合材料的氧化行为和氧化防护研究

通过叙述C/C和C/SiC两种复合材料的氧化特点分析了碳纤维增强陶瓷基复合材料(CFRCMCs)的氧化行为,分别从纤维、基体、界面层及外表面4个方面综述了碳纤维改性、基体抗氧化技术、界面层抗氧化技术和表面涂层技术4种CFRCMCs的抗氧化技术,分析了4类抗氧化技术的原理和特点。     

Oxidation of aluminium nitride

The oxidation kinetics of polycrystalline aluminium nitride substrates in air at temperatures in the range 1150 to 1750°C have been studied by measuring the weight increase in the oxidized samples. At the lowest temperature, the oxide layer was not continuous on the AlN surface and the oxidation kinetics followed a linear rate law with an activation energy of 175 kJ mol^–1. At all the higher temperatures, the growth kinetics followed a parabolic rate law with an activation energy of 395 kJ mol^–1. Samples oxidized at these higher temperatures were covered with a dense oxide layer having a fine-grained microstructure.     

Oxidation of amorphous alloys

Owing to their unique short- or medium-range ordered microstructures and excellent mechanical, physical, and chemical properties, amorphous alloys have attracted significant interest in recent years. For the application of amorphous alloys, clarifying their oxidation processes and mechanisms is necessary since many of the surface-related properties of amorphous alloys largely depend on the surface oxide layer. The aim of this paper is to review the recent research on the thermal oxidation behaviors of amorphous alloys under pure oxygen or air condition. The contents are divided into three categories according to the number of components the research considers, i.e., the oxidation of binary, ternary, and multi-component (>3) amorphous alloys. Each section discusses the thermal stability of the amorphous matrix, oxidation kinetics, and the oxide layer and amorphous substrate, which are strongly affected by internal factors (i.e., alloy elements and microstructure) and external factors (i.e., oxidation temperature, duration, and oxygen partial pressure, etc.). The general features of the oxidation of amorphous alloys – from simple binary to complex multi-component amorphous alloys – will be summarized. This overview of the current scientific understanding on the fundamentals of these materials may provide guidelines for the development of strongly corrosion-resistant amorphous alloys.     

Oxidation of plutonium dioxide

The physics and chemistry of the actinide elements form the scientific basis for rational handling of nuclear materials. In recent experiments, most unexpectedly, plutonium dioxide has been found to react with water to form higher oxides up to PuO(2.27), whereas PuO(2) had always been thought to be the highest stable oxide of plutonium. We perform a theoretical analysis of this complicated situation on the basis of total energies calculated within density functional theory combined with well-established thermodynamic data. The reactions of PuO(2) with either O(2) or H(2)O to form PuO(2+delta) are calculated to be endothermic: that is, in order to occur they require a supply of energy. However, our calculations show that PuO(2+delta) can be formed, as an intermediate product, by reactions with the products of radiolysis of water, such as H(2)O(2).     

黄铜黑色氧化工艺

采用化学法对铸造黄铜着黑色氧化膜的方法进行了实验和分析，通过正交实验对化学着色溶液的成分进行了优选，并讨论了溶液组分对着色效果的影响。     

Oxidation of molybdenum disilicide

The oxidation kinetics of molybdenum disilicide over the temperature interval, 1328 to 1765° K, has been studied using a thermal conductivity method. The rates of oxidation were found to follow a parabolic relationship once a protective coating was formed. From the temperature dependence of the parabolic rate constants, an activation energy of 20 kcal/mole was obtained.