电流密度对Al-Si合金微弧氧化膜结构及耐蚀性的影响

采用微弧氧化技术在Al-Si合金表面制备氧化物陶瓷膜层,利用激光共聚焦显微镜、SEM、EDS、XRD、极化曲线等测试方法研究电流密度对Al-Si合金微弧氧化膜层的生长过程、微观结构、元素成分、相组成和耐蚀性的影响规律。结果表明:随电流密度的增大,起弧所需时间减短,膜层厚度和粗糙度均增加,膜层生长速率先增大后减小。电流密度较小时,氧化膜生成相为γ-Al_2O_3,当电流密度达到13.3 A/dm~2时,氧化物生成相出现α-Al_2O_3和莫来石相。当电流密度小于16.6 A/dm~2时,氧化膜的耐蚀性随电流密度增大而增强;当电流密度大于16.6 A/dm~2时,氧化膜耐蚀性能降低,相对于合金基体,氧化膜始钝电位降低,维钝电流密度降低两个数量级。     

镁合金微弧氧化膜表面层与致密层界面组织的研究

研究镁合金微弧氧化膜的表面层与致密层界面处的组织形态。在磷酸盐碱性电解液(5～20g/LNaH2PO4,1～5g/LNaOH,5～8g/LKF,0.5～2g/LNa3C6H5O7,0.5～2g/LEDTA)中,以AZ91镁合金为基体制备出微弧氧化陶瓷薄膜,制备时采用恒电流控制模式,电流密度为10～30A/dm2。采用透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)研究氧化薄膜界面及附近区域的微观结构。结果表明:微弧氧化膜的表面层靠近表面层与致密层界面处的组织以微晶和纳米晶为主,含有少量非晶态物质;微弧氧化膜的表面层与致密层界面处的组织以非晶态物质为主;微弧氧化膜的致密层靠近表面层与致密层界面处的组织为混晶组织,主要为MgO晶粒,少量为MgAlO4晶粒,并含有少量非晶态物质。     

铝合金表面陶瓷化及绝缘性能研究

采用直流脉冲微弧氧化工艺,在6063铝合金表面制备氧化陶瓷膜,讨论不同工艺条件下陶瓷膜的绝缘电阻和击穿电压。在择优选出Na2SiO3系电解液配方情况下,研究占空比、频率等放电参数及处理时间变化对陶瓷膜绝缘性能影响的规律。结果表明：膜层厚度随着氧化时间（5~45 min）的增加而增厚,但临界点后有所下降;膜层电绝缘性能随占空比（5%~30%）的增大先扬后抑,也存在临界点;膜层电绝缘性能随频率（0.1~1 kHz）的增加而变好。优化的电参数组合是提高陶瓷膜性能的关键之一。     

电解液对铝合金微弧氧化膜组织结构与性能的影响

通过调节微弧氧化电解液中Na2Si O3和KOH浓度的配比,制备出厚达200μm以上的陶瓷氧化层,并对膜层进行厚度测量、SEM分析和硬度测试。结果表明:当Na2Si O3的质量浓度为5.5~6.0 g/L、KOH的质量浓度为1 g/L时,膜层厚可达260μm;陶瓷膜层颗粒和放电气孔尺寸均较小,膜层致密性良好;同时硬度可达1 500HV以上。     

硅酸盐电解液体系下AZ91镁合金表面微弧氧化行为研究

研究AZ91镁合金在硅酸盐碱性电解液中的微弧氧化行为以及硅酸盐对微弧氧化膜层组织性能的影响,利用扫描电镜(SEM),X成膜过程,氧化膜的表面形貌、厚度、相结构和耐腐蚀性能都有重要的影响;随硅酸盐的质量浓度从5 g/L形成的膜层质量、厚度和耐腐蚀性能均先升后降,表面粗糙度先降后升;在本文的工艺条件下,质量浓度为10 g/L的硅酸盐电解液较有利微弧氧化膜层的生成。     

镁合金微弧氧化膜/基界面显微组织研究

为研究镁合金微弧氧化膜层的膜/基界面区附近的组织形态,在碱性电解液中,以AZ91镁合金为基体制备出微弧氧化陶瓷薄膜。采用恒电流控制模式,电流密度为10~30 A/dm2;利用透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)研究了氧化薄膜界面及附近的显微结构。研究表明:微弧氧化膜层的膜/基界面区附近的组织以微晶和纳米晶为主;氧化膜层膜/基界面区附近的显微硬度比基体有大幅度提高,这主要是由于膜/基界面区附近形成了Mg和Mg O的互相渗透区域,同时Mg和Mg O的晶粒都非常细小,具有细晶强化的效果。     

铝合金微弧氧化技术研究概况

综述了铝合金微弧氧化技术的原理及陶瓷膜的特点。着重分析总结电流密度、电压与频率、占空比等电参量因素对陶瓷膜性能的影响,介绍铝合金微弧氧化中常用的电解液组成,简要描述微弧氧化陶瓷膜的硬度、耐磨、断裂、耐腐蚀等性能。     

电流密度对含Ca和P镁合金微弧氧化膜性能的影响

在含有EDTA-Ca和Na2HPO4的电解液中,以恒电流方式制备富含Ca和P的镁合金微弧氧化陶瓷膜,研究电流密度对陶瓷膜结构及耐蚀性的影响。利用涂层测厚仪、X-射线荧光光谱仪(XRF)、X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及电化学工作站对陶瓷膜厚度、元素组成、相组成、表面形貌及膜层在Hank溶液中的耐蚀性进行了测试。结果表明:随着电流密度的增加,膜层的厚度及Ca/P均呈现先增加后减小的趋势;膜层主要由MgO及MgAl2O4组成,膜层中的Ca,P以非晶形式存在;陶瓷膜均呈现典型的微弧氧化形貌,随着电流密度的增加,孔径逐渐增大,分布逐渐趋于不均匀,甚至出现裂痕;电流密度为100 mA/cm2,MgAl2O4含量最高,膜层的耐蚀性最佳。     

电流密度对含Ca和P镁合金微弧氧化膜性能的影响

在含有EDTA-Ca和Na2HPO4的电解液中,以恒电流方式制备富含Ca和P的镁合金微弧氧化陶瓷膜,研究电流密度对陶瓷膜结构及耐蚀性的影响。利用涂层测厚仪、X-射线荧光光谱仪（XRF）、X-射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）及电化学工作站对陶瓷膜厚度、元素组成、相组成、表面形貌及膜层在Hank溶液中的耐蚀性进行了测试。结果表明：随着电流密度的增加,膜层的厚度及 Ca/P 均呈现先增加后减小的趋势;膜层主要由 MgO 及 MgAl2O4组成,膜层中的Ca,P以非晶形式存在;陶瓷膜均呈现典型的微弧氧化形貌,随着电流密度的增加,孔径逐渐增大,分布逐渐趋于不均匀,甚至出现裂痕;电流密度为100 mA/cm2,MgAl2O4含量最高,膜层的耐蚀性最佳。     

氧化时间对7075铝合金微弧氧化陶瓷层组织结构及性能的影响

采用以铝酸盐为主的碱性水溶液,对7075超高强度铝合金进行不同时间的微弧氧化表面处理,通过SEM和XRD对氧化陶瓷层的组织结构进行分析,研究不同微弧氧化时间对显微硬度、磨损性能和电化学性能的影响。结果表明:制备的陶瓷层致密,厚度大于50μm,与基体材料形成冶金结合;陶瓷膜层由γ-Al2O3和α-Al2O3两相组成,其中γ-Al2O3相含量较多,并且随着微弧氧化时间的延长,表面粗糙度增加,α-Al2O3相数量增加,陶瓷层具有高的显微硬度(1 423HV0.1),且抗蚀性和抗耐磨性能增强。     

SiC_p/ZL109铝基复合材料微弧氧化层的微观组织特征

对ZL10 9合金和SiCp/ZL10 9复合材料表面进行微弧氧化 ,利用扫描电镜对微弧氧化层微观组织特征进行了研究 ,比较测试两种材料微弧氧化层的硬度。发现ZL10 9合金和SiCp/ZL10 9复合材料都可以进行表面微弧氧化 ,其微弧氧化层由两层结构组成 ,分别为疏松层和致密层。ZL10 9合金微弧氧化层主要由不同结构的Al2 O3 相组成 ,SiCp/ZL10 9复合材料微弧氧化层由Al2 O3 和MgAl13 O40 组成。对微弧氧化层形成进行了分析。     

脉冲电沉积工艺参数对Ni-SiC复合镀层性能的影响

采用脉冲电沉积的方法,在20钢表面制备Ni-SiC复合镀层。利用显微硬度计和摩擦磨损试验机研究工艺参数对Ni-SiC复合镀层性能的影响规律,利用扫描电镜观察Ni-SiC复合镀层的表面形貌。结果表明,SiC粒子浓度、阴极电流密度、占空比等工艺参数对Ni-SiC复合镀层的性能和表面形貌有很大影响。当SiC质量浓度为8 g/L、电流密度为4 A/dm2、占空比为10%时,Ni-SiC复合镀层表面的颗粒相对较小,致密性好,镀层中大量均布着小颗粒的SiC粒子。     

Effect of pulse electrodeposifion parameters on the performance of Ni-SiC composite coatings

采用脉冲电沉积的方法,在20钢表面制备Ni-SiC复合镀层.利用显微硬度计和摩擦磨损试验机研究工艺参数对Ni-SiC复合镀层性能的影响规律,利用扫描电镜观察Ni-SiC复合镀层的表面形貌.结果表明,SiC粒子浓度、阴极电流密度、占空比等工艺参数对Ni-SiC复合镀层的性能和表面形貌有很大影响.当SiC质量浓度为8g/L、电流密度为4A/dm2、占空比为10％时,Ni-SiC复合镀层表面的颗粒相对较小,致密性好,镀层中大量均布着小颗粒的SiC粒子.     

6061铝合金自修复MAO膜的制备与腐蚀行为研究

用硅酸盐体系电解液在6061铝合金表面制备自修复微弧氧化膜。用SEM、EDS分析氧化膜表面形貌和元素分布;用X射线衍射仪研究氧化膜的相组成;用盐雾试验研究膜层的腐蚀行为。结果表明:随反应总时间延长,氧化膜厚度逐渐增大,硬度先增后减;XRD和EDS显示氧化膜致密部位和裂纹修复部位的物相组成相同,主要以Al₂O₃和SiO₂为主的莫来石相;盐雾试验和试样腐蚀后的微观形貌表明基体腐蚀最先出现在裂纹处,而非放电孔洞位置。氧化30 min,再在质量分数为5%的NaCl中性盐雾腐蚀306 h,试样表面无明显腐蚀。     

烧结工艺对原位反应莫来石/碳化硅多孔陶瓷性能的影响

以SiC微粉、α-Al2O3和广西白泥为原料,采用原位反应烧结工艺制备莫来石/碳化硅多孔陶瓷,研究烧结温度与保温时间对莫来石/碳化硅多孔陶瓷性能的影响,利用SEM和XRD对多孔陶瓷的相组成和断口形貌进行表征。结果表明:随着烧结温度的升高,莫来石/碳化硅多孔陶瓷的气孔率降低而弯曲强度增加,烧结温度为1 350℃时,气孔率为30.5%,弯曲强度为26.8 MPa;随保温时间的增加,液相量增加;莫来石的形成有助于改善莫来石/碳化硅多孔陶瓷的力学性能。     

多孔硅/高氯酸钠复合材料合成与爆炸特性研究

采用电化学阳极氧化法制备多孔硅,考察不同阳极氧化条件下多孔硅孔隙率及膜厚变化规律,分析阳极氧化条件、高氯酸钠溶液浓度及多孔硅贮存方法等对多孔硅/高氯酸钠复合材料爆炸特性的影响。结果表明,多孔硅孔隙率随阳极氧化电流密度增加而增大,当电流密度达到50mA.cm-2时趋于稳定,当氢氟酸浓度增加时多孔硅孔隙率反而减小,而阳极氧化时间延长时多孔硅孔隙率呈先增加后减小现象,且氧化时间为30min时孔隙率最大;多孔硅膜厚随时间增加而增大,其生长速度为2μm.min-1左右;当新鲜多孔硅形成后,其表面出现微裂缝,内部含大量长度为40μm,宽度为2～3μm硅柱;当新鲜或乙醇贮存7天内的多孔硅浸入浓度不小于0.1g.mL-1NaClO4甲醇溶液后,形成的多孔硅/高氯酸钠复合材料能够发生爆炸。     

添加ZrO2的钛合金微弧氧化膜表面微结构及性能研究

针对钛合金硬度低和表面摩擦性能差等问题,在Na₂SiO₃-Na₃PO₄-NaAlO₂中添加ZrO₂,用微弧氧化技术在TC4钛合金表面制备高硬耐磨复合膜层。研究电压、氧化时间、ZrO₂添加量对膜层表面形貌和组成的影响,研究复合膜层的硬度和摩擦因数变化规律。结果表明：ZrO₂颗粒主要分布于膜层表面,少许进入孔洞中。电压、氧化时间及ZrO₂添加量对复合膜层表面微结构有显著影响。均匀分散在膜表面的ZrO₂颗粒、形成的ZrTiO₄相及膜表面平整度的共同作用,改善钛合金微弧氧化膜层硬度与摩擦性能。     

工艺条件对莫来石陶瓷相组成和显微结构的影响

以α-Al2O3微粉、高纯石英粉、煤矸石、碳酸钡为原料,采用常压烧结法制备莫来石陶瓷材料。对试样进行XRD和SEM分析,研究烧成温度和保温时间对材料的相组成和显微结构的影响。结果表明:由α-Al2O3微粉、高纯石英粉、BaCO3和煤矸石粉料通过常压烧结可以合成由主晶相莫来石、次晶相单斜钡长石、六方钡长石、少量刚玉和石英5种物相组成的莫来石陶瓷材料;随烧成温度的升高,莫来石的生成量相对较高,刚玉相较少。通过烧成制度的控制可以实现对一次莫来石、二次莫来石生成量和晶体发育情况的控制,达到对莫来石陶瓷显微结构控制。     

NdFeB磁性材料表面化学镀Ni-W-P实验研究

通过正交试验法对NdFeB磁体表面化学镀Ni-W-P合金的镀液配方和施镀工艺进行优化,获得NdFeB磁体表面化学镀Ni-W-P合金的最佳成分配方为:硫酸镍30 g/L,钨酸钠20 g/L,次亚磷酸钠40 g/L,络合剂30 g/L,缓冲剂30 g/L,pH值8。分析镀液pH值和镀液中Na2WO4.2H2O浓度对沉积速度和镀层成分的影响。结果表明,随镀液pH值增加,沉积速度提高,镀层中W含量升高,Ni含量和P含量逐渐降低;随镀液中Na2WO4.2H2O浓度的增加,镀层中W和P含量升高,Ni含量降低。     

Al-Si合金微弧氧化膜热防护性能研究

利用SEM、EDS、XRD及导热系数测试仪研究不同厚度高硅铝合金微弧氧化膜层的结构特点及其导热性能,用数值分析方法优化最佳隔热性能膜层厚,并用热震试验研究膜层的耐热冲击性能。结果表明:随氧化膜厚度的增加,膜层莫来石相含量增加、致密性提高;膜层导热系数随膜厚的增加而增大,随环境温度的升高而减小;环境温度从298 K上升到623 K,氧化膜导热系数减少约70%,相对于基体合金降低2~3个数量级;膜层分别经60次空冷和水冷热震试验,表面均未出现肉眼可见的裂纹。