用优化的双电解液制备AZ91D镁合金微弧氧化膜(英文)

在含有Na2SiO3、NaAlO2、Na2B4O7、NaOH、C3H8O3和C6H5Na3O7的电解液中,采用交流脉冲电源对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理。利用SEM、膜层测厚仪、EDS和XRD分别研究膜层的表面和截面微观形貌、厚度、成分及相结构。利用交流阻抗和动电位极化曲线试验测量膜层在3.5%NaCl中性溶液中的耐蚀性能。结果表明,正交试验得到的双电解液成分为15g/LNa2SiO3、9g/LNaAlO2、2g/LNa2B4O7、3g/LNaOH、5mL/LC3H8O3和7g/LC6H5Na3O7。经过微弧氧化处理而得到的膜层较致密,其腐蚀电流密度较镁合金基体的降低了2个数量级,自腐蚀电位提高了近73mV。EIS结果认为膜层的耐蚀性取决于内部致密层。微弧氧化膜主要组成元素为Mg、Al、O和Si,主要组成相为MgO、Mg2SiO4和MgAl2O4。     

四硼酸钠对AZ91D镁合金微弧氧化膜特性的影响

利用微弧氧化技术在AZ91D镁合金基体上制备了一系列陶瓷膜层。利用扫描电镜、膜层测厚仪、超景深光学显微镜分别研究了陶瓷膜层的微观形貌特征、厚度及表面粗糙度;采用交流阻抗谱测试了膜层在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能。结果表明,四硼酸钠质量浓度的变化对微弧氧化过程中的起弧电压和终止电压影响不大,适量的四硼酸钠可以稳定微弧氧化过程的控制电压;随着四硼酸钠质量浓度的增加,微弧氧化膜层的厚度先增加后降低,膜层表面粗糙度随着四硼酸钠质量浓度的增加呈先增加后降低的变化趋势;当四硼酸钠质量浓度为3g/L时,膜层较致密,表现出良好的耐蚀性能。     

C3H8O3含量对AZ91D镁合金微弧氧化过程及膜层特性的影响

在含有不同C₃H₈O₃含量的硅铝复合电解液中,利用交流脉冲电源在AZ91D镁合金基体上制备了一系列微弧氧化膜。利用SEM和膜层测厚仪分别研究了陶瓷膜层的微观形貌特征及厚度,采用全浸泡实验和电化学阻抗谱测试了膜层在3.5%NaCl中性溶液中的耐蚀性能。结果表明,微弧氧化过程中的起弧电压和终止电压均随C₃H₈O₃含量的增加而呈上升的变化趋势。随着C₃H₈O₃含量的增加,膜层耐蚀性先提高后降低,而膜厚变化幅度不大。膜层的耐蚀性主要取决于内部致密层,当C₃H₈O₃含量为5 mL/L时,膜层相对较致密,因而表现出良好的耐蚀性能。     

电参数对AZ91D镁合金微弧氧化过程和膜层的影响

在硅铝复合电解液中,采用不同的电参数在AZ91D镁合金表面制备微弧氧化膜。利用扫描电镜(SEM)观察了膜层表面微观形貌;通过膜层测厚仪测量了氧化膜的厚度。结果表明,随着电流密度、占空比或者氧化时间的增大,膜层的不均匀程度都逐渐增大,表面放电孔洞尺寸变大,数量减少;电流密度大于10A/dm2或氧化时间超过15min时,微弧氧化过程会出现熄弧阶段;膜层厚度随着电流密度的增加而呈现近似线性增加后趋于稳定的变化趋势;而随着占空比或者氧化时间的延长,膜层厚度则逐渐增大。     

电解质对AZ91D镁合金微弧氧化的影响

在Na2SiO3和NaAlO2为主成膜剂的硅铝复合电解液中,利用交流脉冲电源对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理,研究主成膜剂含量的变化对微弧氧化过程及膜层特性的影响规律。利用扫描电镜(SEM)和膜层测厚仪分别研究了膜层的微观形貌和膜层厚度,通过电化学阻抗谱(EIS)测试膜层在3.5%NaCl中性溶液中的耐蚀性能。结果表明,随着主成膜剂含量的增加,微弧氧化过程中起弧电压和终止电压均呈下降的变化趋势,而膜层耐蚀性则基本呈先增大后降低的变化趋势,膜厚的变化趋势与其耐蚀性一致;Na2SiO3含量的变化对膜层内部致密层和外部疏松层的耐蚀性均有影响,而NaAlO2含量的变化则主要影响膜层内部致密层的耐蚀性;适量的主成膜剂含量是获得致密耐蚀膜层的关键。     

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