钛合金微弧氧化陶瓷层性能

利用脉冲微弧氧化技术在钛合金(Ti6A14V)表面制备陶瓷层.用 SEM 观察了陶瓷层的表面形貌和截面显微组织,XRJ)研究陶瓷层的相组成,用球-盘磨损实验机对陶瓷层的摩擦学性能进行了研究,并用光学显微镜镜观察了磨痕的形貌.结果表明厚度约为10 μm的微弧氧化陶瓷层由疏松层和致密层组成.陶瓷层主要由金红石TiO2相和锐钛矿TiO2相构成.抛光后的陶瓷层在干摩擦小滑动距离下表现出良好的减摩作用,耐磨性能也显著增强.     

石墨烯添加剂对ZL109铝合金活塞微弧氧化复合膜层摩擦性能的影响

在电解液中加入不同浓度石墨烯添加剂,通过微弧氧化在ZL109铝合金表面制备了石墨烯复合陶瓷膜,通过测厚仪和硬度计对膜层进行检测;然后对最佳浓度处理试件进行摩擦磨损试验,分析其摩擦因数、表面形貌以评价石墨烯添加剂对微弧氧化复合陶瓷膜摩擦性能的影响和作用机理。结果表明:石墨烯添加剂的加入使微弧氧化膜层具有更加优异表面性能和抗磨减摩性能,在浓度为6 g/L时膜层厚度达29.68 μm,硬度达到990.12 HV0.3,摩擦因数稳定在0.19,较普通陶瓷膜摩擦因数显著降低,达34.48%。在磨擦过程中,石墨烯对摩擦副表面的凹槽和划痕进行了填充,表面珩磨纹更加细密;同时,复合添加剂在磨擦过程中形成了C元素薄膜,起到了自修复作用。     

石墨烯添加剂在微弧氧化层中作用机理

微弧氧化是轻合金表面防腐的关键手段,复合涂层中石墨烯的防腐减摩潜能也被逐渐挖掘验证。详细介绍了石墨烯添加剂对电解液和电参数,以及膜层结构和性能等方面影响作用的研究现状,阐述轻合金表面石墨烯复合微弧氧化层需要进一步探索的问题。电解液中添加石墨烯后,降低了阳极绝缘层击穿电压,促进了膜层的生长和新相生成;微弧氧化层中石墨烯以填充和包覆的增强相形式存在,可明显改善膜层的致密度和厚度,促进膜层防腐耐磨性能进一步提升;结合轻合金表面碳元素、相位角和阻抗等特征参数的表征分析,可以较好地验证滑动摩擦和电化学腐蚀过程中石墨烯的增强作用机理,绘制的原理示意图也更具直观性。     

添加剂浓度对微弧氧化陶瓷层结构及耐蚀性的影响

在Na2SiO3-KOH电解液体系中添加不同浓度的（NaPO3）6,采用微弧氧化（MAO）技术在AZ91D镁合金表面原位制备含MgO、Mg2SiO4、MgAl2O4和非晶相的陶瓷层。通过环境扫描电镜（ESEM）、X射线衍射仪（XRD）、能谱仪（EDAX）和电化学分析等方法研究（NaPO3）6的浓度对微弧氧化陶瓷层组成、结构及耐腐蚀性能的影响。结果表明,随着（NaPO3）6浓度的提高,膜层的厚度、表面粗糙度近似线性增加,膜层的结构发生较大变化,膜层qbMgO和Mg2SiO4含量先增加后减少,而MgAl2O4含量逐渐减少;当（NaPO3）6的加入量为5g／L时,膜层的耐蚀性最好,其自腐蚀电流密度较之基体降低了3个数量级,自腐蚀电位正移233．7mV;继续提高（NaPO3）6的浓度,膜层的耐蚀性又逐渐下降。     

电解液体系对石墨烯镁基复合材料微弧氧化膜层组织及耐蚀性能的影响

分别在3种不同电解液体系(硅酸盐体系、铝酸盐体系、磷酸盐体系)对石墨烯镁基复合材料表面进行微弧氧化,并对微弧氧化后膜层的微观组织形貌和物相组成进行分析,通过电化学和浸泡实验对其耐蚀性进行测试。结果表明:硅酸盐体系微弧氧化膜层表面光滑平整,微孔分布均匀;铝酸盐微弧氧化膜层较薄,孔隙尺寸最小;磷酸盐体系膜层微孔分布不均匀,表面存在较多裂纹;硅酸盐体系微弧氧化膜层物相组成主要为SiO_2和MgO,磷酸盐和铝酸盐体系膜层物相组成主要为MgO。3种电解液体系微弧氧化膜层耐蚀性能较基体复合材料提高一个数量级左右,其中硅酸盐体系微弧氧化膜层耐蚀性最好。     

氧化石墨烯对Mg-Li合金微弧氧化陶瓷层微观结构及耐蚀性的影响

目的 提高镁锂合金微弧氧化陶瓷层的耐蚀性能。方法 在镁锂合金表面原位生长包覆GO的复合陶瓷层。用SEM观察陶瓷层的表面形貌和截面形貌,用XRD和XPS分别检测陶瓷层的物相及成分组成,并采用动电位极化曲线方法和浸泡试验研究陶瓷层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀过程。结果 添加GO制备的复合陶瓷层表面微孔部分堵塞,致密度较高,但厚度略低,其陶瓷层物相主要包括SiO2、Mg2SiO4和MgO。微弧氧化陶瓷层的自腐蚀电流密度较镁锂合金基体降低了3个数量级,其极化电阻值则相应地升高了2个数量级。而加入GO所制备的复合陶瓷层的腐蚀电流密度仅为陶瓷层的57%,其极化电阻值约为7.69×104 Ω?cm2,是微弧氧化陶瓷层的2.5倍。浸泡在NaCl溶液中的复合陶瓷层能够长时间维持较低的腐蚀电流密度。结论 GO添加剂能够堵塞微弧氧化陶瓷层表面部分微孔,增加陶瓷层的致密性,进而阻止腐蚀性离子的渗入,可有效提高陶瓷层的耐腐蚀性能。     

石墨添加剂对Ti6Al4V合金微弧氧化陶瓷层性能的影响

在硅酸盐体系电解液中,采用微弧氧化技术在钛合金表面制备含C元素陶瓷层,通过扫描电镜、能谱、显微硬度计、粗糙度仪及摩擦磨损试验机检测分析了陶瓷层的性能,并对电解液进行了电导率测量。结果表明,石墨会增强电解液的导电率,降低了微弧氧化过程中的起弧电压,制备的陶瓷层孔洞细小,均匀分布;并且发现石墨进入了陶瓷层,提高了膜层表面硬度及耐磨性。     

植酸添加剂对6061铝合金微弧氧化膜层性能的影响

目的 提高6061铝合金微弧氧化膜层的性能.方法 在电解液中加入5 mL/L的植酸,对6061铝合金表面生成的微弧氧化膜层进行改性.记录微弧氧化过程中的电压-时间曲线,采用SEM、EDS、XRD、电化学工作站、马弗炉等仪器设备,研究了植酸的添加对微弧氧化膜层微观结构、元素组成、相组成、耐蚀性、抗热震性等特性的影响.结果 添加植酸后,微弧氧化电压从526 V提高到538 V,微弧氧化放电更加均匀,微弧氧化膜层的生长速率增加,膜层厚度从9.3μm增加到13.6μm.放电微孔孔径减小,数量增多,膜层致密均匀,膜层结合力从3.2 N提高到3.9 N,显微硬度增加了39.2HV.植酸中的磷酸根基团和羟基可与基体电离出的Al3+结合生成植酸铝,使膜层中的C、P元素比例提高,Al元素比例降低.微弧氧化过程中,基体中的Al转变成γ-Al2O3和α-Al2O3,添加植酸后,γ-Al2O3和α-Al2O3的衍射峰强度提高.膜层的腐蚀速率从1.085×10-2 mm/a降低到1.565×10-3 mm/a,其耐蚀性能提高,同时具有良好的抗热震性能.结论 植酸的添加优化了微弧氧化膜层的结构,提高了膜层的厚度、显微硬度和膜层结合力,同时改善了膜层的耐蚀性能和抗热震性能.     

添加剂对铝基复合材料微弧氧化膜层性能的影响

在铝酸盐体系溶液中分别加入NaF、C3H8O3、KZrF6及Ce(NO3)3·6H2O,对SiC增强铝基复合材料进行微弧氧化处理,对所获得的膜层用扫描电镜进行形貌观察分析,用极化曲线评价比较膜层耐蚀性。结果表明:在铝酸盐体系溶液中加入NaF、C3H8O3和引入Ce元素都可以提高膜层致密性及耐蚀性能,加入KZrF6后膜层的微观结构变化不大,耐蚀性略有提高。     

超声波对铝合金微弧氧化陶瓷层的影响

文章采用铝合金作为基体材料,利用自制的WH-1A型微弧氧化设备进行表面处理。针对微弧氧化中后期陶瓷层质量差、生长速率低等问题,引入了超声波。结果表明:超声波的加入可提高陶瓷层的生长速率并促进中后期陶瓷的继续生长;使陶瓷层与基体结合处到表面的硬度变大,并且有利于α-Al2O3的生成,提高陶瓷质量;超声波震荡作用使表面更加光滑平整。     

ZL205A微弧氧化膜层耐蚀性能研究

利用硅酸盐复合电解液体系,在ZL205A上采用微弧氧化法制备膜层。所用的工艺参数为:恒流控制,电流密度3 A/dm~2,频率500 Hz,终止电压450 V。利用扫描电镜对该膜层的形貌及结构进行分析;对膜层的化学成分进行分析;采用极化曲线评价膜层的耐蚀性。结果表明:所制备的微弧氧化膜层能提高ZL205A的耐蚀性。     

铝合金射流微弧氧化层工艺和耐蚀性能研究

射流微弧氧化是一种新型表面处理工艺,可解决普通微弧氧化无法对大面积工件进行处理的问题.对射流微弧氧化技术的原理及工艺特点做了阐述.以LY12合金为研究对象,利用射流微弧氧化在其上制备了Al2O3陶瓷膜层.喷距、射流流量和电源模式是影响射流微弧氧化工艺的3个关键因素.采用盐雾试验测试了该陶瓷层的耐腐蚀性能;采用扫描电镜和...     

纳米添加剂对6063铝合金微弧氧化层组织与性能的影响

采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计、摩擦磨损试验机等手段研究了纳米添加剂对6063铝合金微弧氧化陶瓷涂层的相组成、微观结构、显微硬度、耐磨损等性能的影响。结果表明:TiO2或Al2O3纳米粉末的添加都使得微弧氧化陶瓷涂层的表面更加致密,使得涂层的显微硬度有明显提高。另外,因为金红石型TiO2与α-Al2O3的性能有所不同,导致添加Al2O3纳米添加剂时涂层的耐磨性能明显提高,而添加TiO2纳米添加剂时涂层的耐磨性能反而有所降低。     

铝合金微弧氧化陶瓷层光泽度性能的研究

为了探索工艺参数对铝合金微弧氧化陶瓷层表面光泽度的影响规律,加速微弧氧化产品在光学领域的应用,采用MA0240／750电源设备对6061铝合金试样进行微弧氧化处理和用电导率仪测量溶液的电导率,分别利用WGG60-E4光泽度计量仪和JM6460扫描电子显微镜进行光泽度测量和表面形貌组织观察,研究了电流密度大小、溶液温度和试样尺寸等因素对铝合金微弧氧化陶瓷层光泽度的影响,研究结果表明：在微弧氧化前期阶段,陶瓷层的光泽度随着氧化时间的延长呈指数规律下降,并且电流密度和溶液温度都对陶瓷层的光泽度变化具有重要的影响,电流密度越大和溶液温度越高,光泽度随氧化时间延长而下降的速度越快,到了中后期,它们对光泽度大小无影响,光泽度大小都变为2．5且不随氧化时间而变化;试样尺寸大小对陶瓷层光泽度大小无影响,不同尺寸试样的光泽度随时间的延长按照η=519．8e^-1的指数规律下降。     

钽表面微弧氧化陶瓷层的抗氧化性能

通过微弧氧化技术在钽金属表面制备陶瓷层,并采用SEM观察了陶瓷层的表面形貌,采用增重法对陶瓷层的抗氧化性能进行研究,探讨了放电电压、放电频率、氧化时间对陶瓷层抗氧化性能的影响。结果表明,对钽金属表面进行微弧氧化处理,可以显著提高钽金属的高温抗氧化性能,对高温抗氧化性影响最大的两个原因是微弧氧化陶瓷层中铝元素的含量和致密性。在电压400V、1 000Hz、20min时陶瓷层的高温抗氧化性最好。     

镁合金微弧氧化处理电压对陶瓷层的影响

研究了微弧氧化处理中起始电压U始、终止电压U终对陶瓷层的影响,发现电压是决定微弧氧化陶瓷层生长厚度及表面粗糙度的关键.结果表明:当起始电压U始相等时,终止电压U终(或△U)愈高,陶瓷层厚度愈厚;当终止电压U终相等时,起始电压U始愈高,陶瓷层厚度也愈厚.试样的表面粗糙度随微弧氧化处理终止电压U终的升高而增加,与U始变化的关系不明显.     

ZL114A微弧氧化膜层的耐蚀性能研究

采用磷酸盐与硅酸盐复合电解液体系,对ZL114A进行微弧氧化处理。所采用的微弧氧化工艺为:恒流±3A,400 Hz,占空比±50%,氧化时间60 min。所得的膜层厚度30~35μm。利用扫描电镜对膜层形貌及结构进行观察,利用XRD衍射仪对膜层的相成分进行分析,采用极化曲线评价膜层的耐蚀性能。结果表明:膜层的耐蚀性能与膜层中大量存在的α-Al_2O_3有关,经微弧氧化后,ZL114A表现出了良好的耐蚀性。     

电压对铝合金微弧氧化陶瓷层形成的影响

研究了正向和负向电压对6063铝合金微弧氧化陶瓷层形成的影响,并结合微弧氧化过程中正向电流密度的变化,对影响机理进行了探讨.结果表明,提高正负向电压均有利于提高陶瓷层的厚度与均匀性当正负向电压从420V/120V提高到480V/200V时,陶瓷层厚增加了一倍;负向电压对陶瓷层形成的影响更加显著,当保持正向电压440V不变,负向电压从120V提高到200V时,层厚增加了约60%,均匀性明显提高.正负向电压提高时,通过试样的正向电量随之增大,而且与陶瓷层厚度之间有着较好的线性关系.正向和负向电压分别通过加快物质的迁移和强化膜层的击穿从而促进陶瓷层的形成.     

频率对钛合金表面微弧氧化陶瓷层的影响

采用恒流模式在铝酸盐体系电解液中制备TC4钛合金表面微弧氧化陶瓷层,研究了工作频率对涂层厚度、微观形貌、孔隙率等的影响。结果表明,随频率的增加,相同处理时间所获陶瓷层的厚度呈现先增大后减小的趋势;频率对陶瓷层微观形貌和孔隙率影响相对较大;陶瓷涂层表面分布着大量火山口形态的放电孔洞和微裂纹;在工作频率为500 Hz时,陶瓷层的表面孔径为0.5~1μm,且孔隙率亦仅约为8.41%。