高能微弧火花作用下Al-Nd合金在AZ31镁合金表面沉积行为

使用高能微弧火花合金化技术在AZ31镁合金上用Al-Nd电极进行了合金化.研究了不同参数对合金化过程的影响以及合金化参数对电极材料的蚀除速率、质量转移规律的影响,并对电极和基材质量的变化进行了表征.结果表明,阳极和阴极的质量变化取决于工艺参数.不同参数下获得的沉积点具有相似的形貌特征,只是在尺寸上存在差别.合金化过程中同时存在电极材料向基材的转移和基材向电极材料的迁移过程.     

AZ31镁合金高能微弧火花Al-Y合金化层腐蚀性能研究

为提高AZ31镁合金的耐蚀性,对高能微弧火花合金化技术制备的Al-Y涂层进行研究.涂层的耐蚀性采用极化曲线测试和浸泡腐蚀实验进行评价.涂层的结构采用金相、扫描电镜及其附带的能谱仪、物相衍射来表征.合金化过程中表面出现“喷溅特征“.实验得到均匀、致密的涂层.涂层厚度为22.5～30 μm,晶粒尺寸为1～1.5 μm.涂层由Al、Mg17Al12和Al3 Y金属间化合物组成.同原AZ31基材相比,Al-Y涂层的耐蚀性较高.浸泡实验表明Al-Y上形成的表面膜比AZ31上形成的表面膜在3.5wt%NaCl溶液中更能提供有效的保护.经初步分析,涂层中的Al和Y对改善耐蚀性均有益.     

ZM5镁合金表面高能微弧火花沉积S331铝合金研究

为提高ZM5镁合金的耐蚀性,采用微弧火花合金化技术进行了合金化,并用Al-Mg系的S331合金在ZM5上进行了S331铝合金沉积试验,合金化层的显微硬度(HV)从基材的85提高到250.采用金相显微镜和扫描电镜对合金化层的显微结构及元素的分布进行了分析,对合金化层的阳极动电位极化曲线也进行了测试.结果表明,合金化层的组织得到了细化,其Al、Mn元素含量高于基材中的含量,合金化层的自腐蚀电位和腐蚀电流密度均得到显著降低,合金化层的耐蚀性得到提高.     

AZ31上高能微弧火花合金化Al-Ce的质量转移特征

采用Al-Ce合金作电极在不同参数下对AZ31镁合金进行合金化,以确定基材的质量增加、电极的质量增加和相应的质量转移系数.结果发现在电极和基材表面均存在飞溅特征.     

AZ31镁合金表面Al合金化层的制备与性能研究

为提高镁合金表面的耐蚀性,采用热喷涂技术在AZ31镁合金表面制备铝涂层,并利用脉冲钨极氩弧表面熔覆的方法进行表面重熔,获得富铝的合金化层,分析了合金化层的组织结构和性能。研究结果表明:在AZ31镁合金表面的铝合金化层中存在典型的树枝晶结构,含有金属间化合物Mg2Al3,Mg17Al12以及α-Mg和Al固溶体。显微硬度测试表明,铝合金化可使AZ31镁合金表面硬度由HV50左右提高到HV200左右。极化曲线测试表明,合金化层提高了镁合金表面的耐蚀性。     

ZM5镁合金表面高能微弧沉积ZL301铝合金的研究

使用高能微弧火花沉积机在ZM5镁合金表面上沉积ZL301合金。对沉积层进行了金相观察、线扫描分析、显微硬度测试、电化学测试和腐蚀形貌的观察。结果表明，沉积层和基材为冶金结合。XRD物相分析表明，镁合金基材主要由α—Mg和β-Mg17Al12组成，而沉积层由α—Mg，A12Mg和β-Mg17Al12组成，沉积层显微硬度最高可达220HV。极化曲线测试出现3个腐蚀电位，即活化区、钝化区和活化一钝化过渡区。结果说明高能微弧火花沉积显著提高了ZM5镁合金的耐腐蚀性。     

SCH13钢表面微弧火花沉积Stellite合金

采用高能微弧火花沉积技术在SCH13钢表面制备Stellite合金涂层.利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪对沉积层的显微组织形貌、成分及结构进行分析,并对微弧火花单脉冲沉积斑的形成与生长机制进行重点研究.结果表明,高能微弧火花作用下Stellite合金单脉冲沉积斑呈飞溅状,大量单脉冲斑的不断叠加最终形成具有一定厚度的沉积涂层.微弧火花沉积层依附于基体的界面以柱晶组织呈外延生长,并与基体形成良好的冶金结合,涂层稀释率较低,主要由γ-Co固溶体和铬的碳化物组成.随着工作电压的增加,沉积层显微组织略有粗化,其平均硬度较Stellite合金电极材料有显著提高.     

45钢表面高能微弧火花数控化沉积AlCoCrFeNi高熵合金

采用参数化等间距点焊式沉积策略,以高能微弧火花数控化沉积工艺在45钢上制备出了AlCoCrFeNi高熵合金多层涂层.通过SEM和XRD研究了AlCoCrFeNi高熵合金涂层表面形貌及相组成.以层数为变量,研究了电极长度消耗规律和电极/工件质量过渡规律,并通过Bézier曲线拟合出电极长度消耗曲线、阳极质量损失曲线、和阴极质量增加曲线.电极长度消耗规律和质量过渡规律为实现多层连续不间断沉积和涂层显微结构的精确控制奠定基础.高能微弧火花数控化沉积工艺为功能涂层的制备提供了新方法.     

Effects of Electric Parameters on Properties of Micro-arc Oxidation Films Formed on Magnesium Allovs AZ91D

在铝酸盐体系中对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理.利用田口式实验设计法探讨微弧氧化过程电参数对膜层耐蚀性的影响,确定了最佳工艺参数为:电压180V,氧化时间30 min,频率50 Hz,占空比30％.用交流阻抗分析膜层的耐腐蚀性能,结果表明:最佳工艺条件下所制备微弧氧化,膜层电阻比镁合金基体提高了2个数量级,耐蚀性有所增强.     

微钙合金化和电磁场对AZ31镁合金复合作用的研究

对变形AZ31镁合金在连铸过程中有、无施加电磁场和微钙合金化进行试验研究,并对铸锭的表观质量、微观组织和力学性能进行对比分析.结果表明:微钙合金化和电磁场复合作用能连续铸造出表面光滑、无氧化夹杂和偏析瘤的高质量铸锭,合金的微观组织得到改善,合金的晶粒在铸锭内外一致,析出相呈圆点状或近圆点状弥散分布于基体.微钙合金化和电磁场复合作用对合金抗拉强度的提高近15%,对合金延伸率的改善更加有效,相对于普通连铸的AZ31镁合金,在微钙合金化和电磁场复合作用下AZ31镁合金的延伸率提高近90%.     

镁合金表面等离子喷涂Al2O3-TiO2陶瓷涂层的耐腐蚀性研究

采用等离子喷涂技术在AZ31镁合金表面制备Al2O3-13％TiO2陶瓷复合涂层,对涂层的微观组织进行了观察分析,测试了涂层的表面硬度.通过极化曲线和浸泡腐蚀试验,对比研究了镁合金基材及喷涂陶瓷涂层的试样在5％ NaCl溶液中的耐腐蚀性能.结果表明:涂层镁合金试样的硬度和耐腐蚀性优于基体镁合金,但当腐蚀液透过涂层孔隙时...     

NH4F浓度对镁合金表面微弧氧化制备氟化物膜层结构和性能的影响

目的 考察乙二醇-氟化铵电解液中氟化铵浓度对镁合金表面微弧氧化制备氟化物膜层结构和性能的影响,提高镁合金氟化物膜层的耐腐蚀性能。方法 在含不同浓度NH4F的EG-NH4F电解液中,采用微弧氧化的方法制备氟化物膜层,NH4F质量浓度分别为40、60、80、100、120 g/L。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量色散谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD),对膜层表面微观形貌和成分组成进行分析,并通过电化学测试表征了膜层的腐蚀防护性能,通过盐雾试验评估了膜层长效防腐蚀行为,通过SEM和EDS表征了腐蚀形貌和腐蚀产物。结果 在EG-NH4F中制备膜层的物相组成主要是MgF2。随着NH4F浓度的提高,微弧氧化的起弧电压与工作电压均逐渐减小,膜层中氟含量逐渐增加,膜层的孔径减小,孔数量分布更加均匀,膜层表面粗糙度降低。质量浓度为100 g/L NH4F的膜层自腐蚀电流密度(Jcorr)为2.226×10^‒7 A/cm²,较镁合金基材降低了1个数量级,极化电阻Rp增大到90.156 kΩ.cm²,其阻抗模量|Z|f=0.01 Hz=8.55×10⁵ Ω.cm²,与镁合金基材的阻抗模量|Z|f=0.01 Hz=8.86×10² Ω.cm²相比,提高了3个数量级。结论 微弧氧化处理能够显著改善AZ31镁合金的腐蚀防护性能。NH4F浓度的增加有利于提高膜层的耐腐蚀性能,质量浓度为100 g/L NH4F的膜层耐腐蚀性能最优。     

Environmentally friendly anodization on AZ31 magnesium alloy

A novel anodization which is environmentally friendly,low voltage and low energy consumption was developed to improve corrosion resistance of AZ31 magnesium alloy.The corrosion resistance of the anodic films was studied by electrochemical impcdance spectroscopy(EIS) and potentiodynamic polarization techniques.The microstructure and compositions of films were examined by SEM,XPS and XRD.A new kind of organic additive used in the electrolyte is friendly to the environment.The compact, intact and uniform co...     

AZ31B镁合金表面电镀铝锰合金的耐蚀性

在镁合金AZ31B表面通过预镀锌处理后采用无机熔盐电沉积铝锰合金。使用SEM、EDX和XRD分析镀层的表面形貌、成分和组织,采用动电位极化曲线及表面显微硬度测量考察了镀层对镁合金耐蚀耐磨性的影响。结果表明,熔盐成分、电流密度和熔体温度等典型工艺参数对铝锰合金镀层的形貌、成分和组织都具有重要的影响,进而影响了镀层的耐蚀性。镁合金电镀铝锰合金后,腐蚀电位有很大的提高, 而腐蚀电流密度大幅度的下降;同时铝锰合金镀层表现出很高的硬度,显著的提高了镁合金的耐蚀耐磨性。     

模拟海洋环境中Ni-Co合金镀层对AZ91D镁合金的腐蚀防护研究

目的提高AZ91D镁合金的腐蚀防护性能。方法采用化学镀前处理在AZ91D镁合金表面制备一种保护性的Ni-Co合金镀层。分别采用环境扫描电镜(ESEM)、X射线衍射(XRD)和能量散射谱(EDS)分析合金镀层的表面形貌、微结构特点和化学成分。采用动电位极化(PC)和电化学阻抗谱(EIS),分析测试在模拟海洋环境(中性3.5%Na Cl溶液)中Ni-Co合金镀层对AZ91D镁合金的腐蚀防护性能。结果镁合金表面化学镀Ni-P镀层均匀覆盖,晶粒生长较致密,表面呈菜花状形貌,Ni-P镀层中P质量分数约为5.6%。Ni-Co合金镀层表面均匀且呈金字塔状形貌,形成了面心固溶体(FCC),镀层中Co质量分数约为31%。Ni-P镀层和Ni-Co合金镀层的厚度分别约为11μm和19μm。在模拟海洋(中性3.5%Na Cl溶液)环境中,镁合金裸基体、化学镀前处理Ni-P镀层、Ni-Co合金镀层的腐蚀电位分别为-1485、-372、-284 m V,其腐蚀电流密度分别是3.4×10-5、1.8×10-6、2.9×10~(-7) A/cm2,所拟合的电荷转移电阻分别为4.72×103、1.70×104、2.06×106?/cm2。结论化学镀前处理Ni-P镀层可为镁合金提供较好的腐蚀防护,Ni-Co合金镀层能够为镁合金提供更显著的腐蚀防护。     

AZ31镁合金表面含纳米羟基磷灰石微弧氧化涂层的制备及性能研究

目的改善AZ31镁合金的耐腐蚀性能及生物活性。方法使用微弧氧化技术,分别在以六偏磷酸钠为主盐的电解液和以六偏磷酸钠为主盐、以纳米羟基磷灰石(HA)为添加剂的电解液中,在AZ31镁合金表面制备了微弧氧化涂层。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)表征了涂层的微观形貌、元素特征和相组成。通过电化学方法和浸泡实验考察了涂层的耐蚀性。通过细胞实验评价了两种涂层的细胞相容性。结果电解液中的HA可以进入到微弧氧化涂层中,含HA的微弧氧化涂层较不含HA的更致密,且有封孔现象。电化学方法及浸泡实验结果表明,含HA的微弧氧化涂层的耐腐蚀性能更好。细胞表面粘附实验和细胞增殖实验也表明,经表面纳米HA微弧氧化处理后的AZ31镁合金生物相容性更好,且对MC3T3-E1细胞的增殖有促进作用。结论六偏磷酸钠电解液中添加纳米HA,可以在AZ31镁合金表面制备出含HA的微弧氧化涂层,且其耐腐蚀性能和生物活性均优于不含HA的微弧氧化膜。     

Study on microstructure and properties of laser surface melted layer of AZ31B magnesium alloy

An attempt has been made to improve the surface properties of AZ31B magnesium alloy through solid solution hardening and refinement of microstructures using a CO_2 laser as a heat generating source. X-ray diffraction (XRD) was used to identify the phases. Microstructure and properties of laser melted layer of AZ31B magnesium alloy were observed or tested by means of optical microscope (OM), scanning electron microscope (SEM), micro-hardness equipment and electrochemical corrosion equipment etc. The results show that the microstructure of laser melted layer becomes finer significantly and uniform. Compared with the substrate, the content of β-Mg_(17)Al_(12) phase of melted layer decreases comparatively. Microhardness of the laser melted layer is improved to 50-95HV_(0.05) as compared to 40-45HV_(0.05) of the AZ31B Mg alloy substrate. The results of electrochemical corrosion show that the corrosion resistance of laser surface melted layer has been improved.     

医用镁合金表面肝素/蒙脱石涂层耐蚀性研究

目的 为解决镁合金血管支架使血管内皮化、造成再狭窄等问题,在AZ31镁合金表面制备具有抗凝特性的肝素(HS)/蒙脱石(MMT)复合涂层,并研究其耐蚀性能.方法 采用水热法在AZ31镁合金表面制备钠蒙脱石(Na-MMT)涂层,在此基础上通过浸泡法以蒙脱石为载体,制备肝素/蒙脱石复合涂层.利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)对所得涂层进行表面分析,通过电化学分析和析氢速率测定研究涂层的耐蚀性.结果 表面分析结果显示,通过水热法和浸泡法得到了均匀致密的HS-MMT涂层,厚度为41?m.HS-MMT涂层的EDS元素分析图中出现了N、S及蒙脱石的基本元素,同时该涂层的FT-IR和XRD图出现了肝素及蒙脱石的特征峰.耐蚀性研究显示,与AZ31镁合金相比,HS-MMT涂层的自腐蚀电位升高了0.29 V,腐蚀电流密度降低了2个数量级,且其平均析氢速率为0.016 mL/(cm?h),仅为AZ31镁合金平均析氢速率的18％.结论 采用水热法和浸泡法在AZ31镁合金表面成功制备了HS-MMT涂层,该涂层具有良好的耐蚀性能,为镁合金血管支架的研究提供了一种新方案.     

添加剂对镁合金磷酸盐-高锰酸盐化学转化膜耐蚀性的影响

在磷酸二氢铵和高锰酸钾组成的化学转化处理基础液中,添加单一添加剂和复合添加剂,在AZ31镁合金表面上制备出了耐蚀性良好的化学转化膜。采用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、电化学方法、全浸蚀试验和中性盐雾试验分别对化学转化膜的微观形貌、成分和耐蚀性进行了检测和评价。结果表明,化学转化处理提高了镁合金的耐蚀性,且不同的添加剂对化学转化膜耐蚀性的提高效果不一样。其中,复合添加剂对镁合金的耐蚀性的提高效果更为显著。     

微弧表面处理对AZ31B镁合金耐腐蚀及耐腐蚀疲劳性能的影响

采用微弧表面处理技术(微弧氧化MAO和微弧复合MCC)在AZ31B镁合金基体上制备出不同断面结构的防护涂层。通过电化学腐蚀及腐蚀疲劳测试方法,研究了MAO、MCC涂层的电化学腐蚀及腐蚀疲劳性能。结果表明,生长10 min的MAO涂层具有较好的耐电化学腐蚀性能。MAO涂层表面存在微孔和微裂纹,在应力条件下微孔和微裂纹作为疲劳断裂的裂纹萌生点,可加速裂纹的萌生与扩展,使其腐蚀疲劳寿命相较AZ31B合金基体降低了55%。而具有MCC涂层的AZ31B合金试样腐蚀疲劳极限为(64.0±5.4) MPa,比AZ31B合金基体提高了59%。在低应力载荷下(＜80 MPa),微弧复合涂层试样的腐蚀疲劳强度得到明显提高。