阳极电压对医用锆材微弧氧化膜层的影响

采用恒压模式微弧氧化在纯锆表面制备出含Ca和P的ZrO2复合膜层,研究了当阳极电压为300 V、350 V、400 V时微弧氧化膜层的厚度、表面形貌、相组成、表面Ca和P含量及分布的状况.结果表明,膜层呈多孔状,主要由含Ca和P的四方相氧化锆(t-ZrO2)和少量单斜相氧化锆(m-ZrO2)构成,膜层微孔内的Ca、P含量低于膜层表面基体和微孔边缘的Ca、P含量.随着阳极电压的升高,膜层厚度增加,微孔孔径增大,膜层中的t-ZrO2的含量增多,m-ZrO2的含量稍有减少,膜层表面Ca和P的含量逐渐升高,且Ca含量的增长速度高于P含量的增长速度,Ca和P的质量比增大.     

电参数对镁合金微弧氧化膜厚度的影响

在自行研制的电解液中,采用四因素三水平正交实验,系统研究频率、占空比、电流密度和终电压对AZ91HP镁合金氧化膜厚度的影响。结果表明,各因素的主次顺序为终电压〉电流密度〉占空比〉频率。终电压对氧化膜厚度影响显著,电流密度对氧化膜厚度有影响但不显著,占空比和频率对氧化膜厚度无显著影响。氧化膜层的耐蚀性并不是仅仅由厚度决定,而是由多种因素综合作用的结果。     

电流密度对微弧氧化膜层厚度和硬度的影响

电流密度对微弧氧化陶瓷膜的生长和性能的影响较大，不同的电流密度、工作电压，制得的氧化膜层的厚度、硬度、防护性能也将不同。主要研究电流密度对微弧氧化陶瓷膜的厚度和硬度的影响。     

磷酸盐体系下氧化时间对氢化锆表面微弧氧化膜的影响

在磷酸盐体系下,采用恒压模式对氢化锆进行微弧氧化。考察了微弧氧化时间对氧化膜的厚度、结构、表面形貌、截面形貌以及阻氢性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、膜层测厚仪分析了氧化膜的表面形貌、截面形貌、相结构及膜层厚度。通过真空脱氢实验评估膜层的阻氢性能。结果表明:随着氧化时间的延长氢化锆表面微弧氧化膜层厚度由65.2μm增大至95.4μm;氧化膜的生长速度随着氧化时间的延长而逐渐降低;氧化时间对于膜层的结构没有明显影响,膜层主要由单斜相氧化锆(M-ZrO2)和四方相氧化锆(T-ZrO2)构成;氧化时间的增加有助于提高氧化膜的致密性和阻氢效果,当氧化时间为25 min时,氧化膜的PRF值达到最大值11.6。     

锆合金表面交流微弧氧化膜组织与性能的研究

采用交流微弧氧化方法，在硅酸盐溶液中于锆合金表面沉积了一层厚约28μm的氧化膜。用扫描电镜（SEM），能谱（EDS）及X射线衍射（XRD）分析了氧化膜的组织形貌、元素分布及相组成。通过测量试样在5％NaCl溶液中的点腐蚀电位，评估了氧化膜的保护性能。研究结果表明：氧化膜自内而外分为3层，即过渡层，致密层和疏松层。疏松层厚度达18μm，与致密层的界面存在明显孔洞，因此结合性较差；过渡层和基体、致密层与过渡层之间结合牢固。Si元素存在于氧化膜中，这说明电解液中的SiO3^2-参与了微弧氧化反应。氧化膜主要由M-ZrO2相和T-ZrO2相组成。锆合金表面的微弧氧化膜具有良好的耐蚀性能。     

负向电压对镁合金微弧氧化膜层的影响

研究了负向电压对镁合金微弧氧化陶瓷膜层的表面形貌,厚度及相组成的影响,试验结果表明负向电压对膜层的质量影响很大,它能使膜层表面空隙率降低且光滑平整,并显著提高镁合金微弧氧化的膜层厚度,但同时负向电压的变化应控制在一定范围之内.经对微弧氧化试样的膜层进行SEM、XRD以及厚度的检测,分析了不同负向电压对镁合金微弧氧化膜层的影响,得到一组较为稳定的正负向电压参数,使得镁合金微弧氧化膜层的效果得到较好的提高.     

微弧氧化工艺对锆合金表面陶瓷层厚度和形貌的影响

在磷酸盐电解液体系中制备了Zr-4合金的微弧氧化陶瓷层,研究了正负向电压、频率及氧化时间等工艺参数对陶瓷层的厚度和表面微观形貌的影响.结果表明:综合对陶瓷层厚度和表面质量的影响因素,适宜的工艺参数为正向电压520 V,负向电压160 V,频率250 Hz,氧化时间10 min.在此条件下,可得到厚度50μm左右的表面状况较好的陶瓷层.较高的正向电压和较长的氧化时间有利于提高膜层的厚度,而高的正负向电压、低频率和长时间的氧化,容易形成带有较大孔洞的火山状突起和穹状表面,膜层出现裂纹并且崩离的趋势增大,因此锆合金的微弧氧化需要有适当的工艺参数配合.     

电解液参数对锆合金微弧氧化膜层结构和性能的影响

研究了不同电解液参数对于Zr合金微弧氧化膜结构和性能的影响。实验证明，在不同浓度的NaOH溶液中，微弧氧化反应的击穿电压与阴离子浓度成反比，并且溶液的浓度不能过高或者过低。采用NaOH，Na2SiO3和Na3PO43种溶液作为电解液产生的微弧氧化膜，在结构和形貌上有很大的区别。电解液中的阴离子会参与微弧氧化反应。氧化膜中的Si元素有利于稳定ZrO2的高温相，并使氧化膜结构平整、减少孔洞和裂纹，提高合金耐腐蚀性，而P元素却有着相反的作用。     

锆溶胶对铝合金微弧氧化过程的影响

在原位锆溶胶和外加锆溶胶的磷酸盐电解液体系中,采用恒流模式对铝合金进行微弧氧化,通过分析氧化过程中电压和电解液参数的变化、氧化膜生长规律以及膜层表面形貌结构,研究锆溶胶对铝合金微弧氧化成膜过程的影响。结果表明,原位锆溶胶电解液氧化过程中pH值降低及电导率增加幅度较小,起弧电压、电解液温度较低,膜层生长速率较快,其厚度增长速率约为2.9μm/min。原位锆溶胶电解液制备的膜层表面呈多孔网状结构,内外膜层结合紧密,膜层较厚,可达85μm;外加锆溶胶电解液生成膜层表面有火山状沉积物,膜层疏松;微弧氧化膜主要由γ-Al2O3和t-ZrO2相组成。     

镁合金微弧氧化膜层结构分析

对镁合金微弧氧化膜层结构进行分析测试,所采用的手段主要有X-ray、SEM、EDS和XPS.通过测试发现,膜层中的物相Mg、MgO、MgSiO3、MgAl2O4会随着膜层深度的不同有不同的分布.通过表面价态和结合能的分析,发现膜层中还含有少量的SiO2和Al2O3.并测试了一些含Mn或Cr的着色膜表面,发现样品表面不含有Mn或Cr元素,这些元素应该是通过表面层多孔结构进入到膜层较深处参与反应并分布在膜层深处.     

工艺参数对铝合金微弧氧化膜层蛇纹石含量的影响

为探究工艺参数对铝合金微弧氧化膜层中蛇纹石含量的影响,采用微弧氧化技术,分别在双向恒压、单向恒压和单向恒流模式下,在添加蛇纹石微纳米颗粒的电解液中进行试验,在ZL109铝合金表面原位生长陶瓷层。采用SEM、EDS及XRD对膜层进行分析。结果表明:在单向恒压和单向恒流模式下制得的微弧氧化膜层的蛇纹石含量相比双向恒压模式分别提高了92%和113%;微弧氧化膜层中的蛇纹石含量随电流的增加而增加,随频率的增加而降低,随电解液中蛇纹石微纳米颗粒浓度的增加而增加;试验过程中试样与电解槽之间的电场产生的电泳效应,使得在电解液中呈电负性的蛇纹石微纳米颗粒移动到试样表面,在接触到试样表面熔融态的高温氧化物时,蛇纹石微纳米颗粒表面熔化而粘合在试样表面,经电解液冷却复合到了微弧氧化膜层中。     

磷酸盐浓度对5083铝合金微弧氧化膜组织与耐腐蚀性能的影响

为研究电解液浓度对微弧氧化的影响规律,在磷酸钠电解液中采用恒压模式对5083铝合金进行微弧氧化,采用场发射扫描电镜、划痕仪以及电化学工作站等研究了电解质浓度对膜层生长速率、组织成分、膜基结合强度以及耐腐蚀性能的影响。结果表明:随着磷酸钠浓度的增大,氧化膜厚度线性增加,膜层表面的"火山堆积"状形貌特征愈发明显,但浓度过大时氧化膜出现局部不均匀堆积及较大孔洞,其对氧化膜成分影响不明显;氧化膜与基体结合良好,且随着浓度增加结合强度出现先增后减的趋势。当磷酸钠浓度为10 g/L时,氧化膜的自腐蚀电流最低,为2.96×10~(–8) A/cm~2,比铝合金基体降低了1个数量级,表现出良好的耐腐蚀性能。     

Mg-Zn-Ca表面微弧氧化涂层的制备及耐蚀性能研究

目的 提高Mg-Zn-Ca的耐腐蚀性能.方法 在Na2HPO4、NaOH和C3H8O3溶液中,采用微弧氧化(MAO)技术在Mg-Zn-Ca表面通过调节电参数中正向占空比的大小(20％、30％和40％)制备耐蚀性能涂层.利用XRD和SEM表征涂层的物相和形貌.采用光学显微镜测量涂层厚度.采用划痕仪测试涂层与基体的结合力....     

锆合金微弧氧化陶瓷膜结构和耐蚀性的研究

在磷酸盐电解液体系中,利用微弧氧化技术在Zr702合金表面原位生长了陶瓷膜,通过扫描电镜、X射线衍射和电化学分析等方法研究了陶瓷膜的表面形貌特征、组织结构及耐腐蚀性能.结果表明:在磷酸盐电解液体系中形成的微弧氧化陶瓷膜主要由单斜氧化锆(m-ZrO2)和四方氧化锆(t-ZrO2)相组成,膜层表面较为致密、平整;腐蚀试验表明:与锫合金相比,经过微弧氧化处理,合金的腐蚀电位上升,腐蚀电流密度下降,表明微弧氧化后合金的抗腐蚀能力得到较大提高.     

AZ91D镁合金表面微弧氧化陶瓷膜微观结构与组成的研究

采用自制的恒流非对称方波电源用微弧氧化法在AZ91D镁合金表面制备了耐腐蚀陶瓷膜,通过微观分析手段对微弧氧化膜的截面特征、元素成分分布及表面膜的相组成进行了分析,研究了微弧氧化工艺参数对膜层表面形貌、微观结构与组成等的影响.结果表明,提高电流密度会造成组织疏松微孔孔径增大;硅酸盐溶液中微弧氧化制得的陶瓷膜优于铝酸盐溶液.而且电解液中的离子可参与成膜反应,硅酸盐溶液体系镁合金微弧氧化陶瓷层主要由MgO和Mg_2SiO_4相组成,铝酸盐溶液体系微弧氧化膜层主要由MgAl_2O_4相组成.     

电解液组成对纯钛微弧氧化膜结构及光催化活性的影响

分别在钨酸钠和磷酸二氢钾电解液中制备了纯钛的微弧氧化(MAO)膜,利用SEM、EDX、XRD分析了膜层的形貌、元素分布及相组成,并测试了2种膜层的光催化活性.结果表明,纯钛在2种电解液中均形成粗糙多孔的微弧氧化膜层,但钨酸钠溶液中形成的膜层表面的孔洞尺寸较小、分布较均匀.膜层的元素组成和相组成与电解液成分有关,钨酸钠溶液中的膜层由W、Ti、O元素组成,W在膜层中近似均匀分布,锐钛矿与金红石的含量比(质量比)为27:73,而磷酸二氢钾电解液中的膜层由P、Ti、O元素组成,P从表面向内层逐渐增加,锐钛矿与金红石的含量之比则为84:16.吸光度测试结果表明,钨酸钠溶液中制备的膜层光催化活性高于磷酸二氢钾溶液中制备的膜层的光催化活性.     

电参数对锻铝合金微弧氧化涂层生长特性的影响

以微弧氧化技术在航空领域的应用为目标,选择常用的航空铝合金LD7,采用单因素实验研究了微弧氧化过程中电压、电流密度、频率、占空比等电参数对微弧氧化膜厚度和平均成膜速率的影响,得出了LD7铝合金在硅-磷复合电解液体系中进行微弧氧化的最佳工艺电参数.通过扫描电镜和X射线衍射谱对膜层的形貌和相结构进行了研究,结果表明:氧化时...     

大变形纯钛微弧氧化膜层的生物摩擦学性能研究

采用微弧氧化法在纯钛及大变形纯钛表面制备多孔氧化膜层,研究微弧氧化膜层在干摩擦、模拟体液和小牛血清不同润滑介质条件下的生物摩擦学性能,探讨钛基材组织细化对其膜层表面摩擦磨损性能的影响。结果表明：与纯钛微弧氧化膜层相比,大变形纯钛微弧氧化膜层耐磨性能更优的原因在于钛基材晶粒的细化使得晶体缺陷增多,为微弧氧化膜层的形核提供了更多的能量,反应生成的TiO2膜层硬度更强,膜层表面更致密均匀光滑,提高了其摩擦磨损性能所致。大变形纯钛微弧氧化膜层在小牛血清润滑时的摩擦系数和磨损程度都优于干摩擦和模拟体液润滑条件下的摩擦系数与磨损情况。这归因于小牛血清于摩擦表面形成的化学反应膜及物理吸附膜,起到了更有效的润滑、冷却与承载作用。     

AZ31B镁合金表面微弧电泳复合膜层微观结构及耐蚀性表征

采用微弧氧化技术在AZ31B镁合金表面制备陶瓷层,利用其表面多孔结构借助电泳技术沉积有机膜层,对比研究陶瓷层和复合膜层表面粗糙度、表面及截面形貌、电化学性能及划伤腐蚀特性。结果表明:陶瓷层表面放电微孔被电泳层完全填充并形成均匀膜层,复合膜层表面粗糙度明显降低;微弧电泳复合膜层腐蚀电流密度与陶瓷层和基体相比分别降低2个和4个数量级,极化电阻分别增大2个和4个数量级,腐蚀倾向降低;微弧电泳复合膜层电化学阻值与陶瓷层相比增加4个数量级,同时电容值降低4个数量级,耐蚀性显著提高;由于陶瓷层与电泳层的机械嵌合作用,复合膜层划伤腐蚀过程表现为基体腐蚀及陶瓷层与基体界面的破坏,复合膜层界面处结合完好。