微弧氧化α-Al2O3陶瓷膜生长过程分析

在交流条件下利用微等离子体氧化技术合成了氧化铝陶瓷涂层。XRD分析结果显示，涂层α-Al2O3相与y-Al2O3相的含量随反应时间而变化。氧化2．5h后可以得到由单一的α-Al2O3相组成的涂层。陶瓷涂层厚度的生长速率大约为0，7μm／min；在135min之后，涂层的厚度基本小变。氧化最初的15min之内，涂层的表而密度仅为0.088mg／cm^2，然后表面密度增大。在氧化15min～60min之内，表而密度(y)与氧化时间呈直线关系。在氧化60min之后，y的增长速率逐渐减小。     

电解液中Y(NO3)3含量对7075铝合金微弧氧化涂层性能的影响

为了提高7075铝合金的耐磨性,对其进行微弧氧化处理,探讨电解液中Y(NO_3)_3含量对涂层性能的影响。利用XRD、SEM、共聚焦显微镜和摩擦试验机表征涂层的相组成、表面形貌、摩擦因数等。研究结果表明:7075铝合金微弧氧化涂层主要由α-Al_2O_3和γ-Al_2O_3两相构成。电解液中添加Y(NO_3)_3后,微弧氧化涂层覆盖均匀,涂层中更容易形成γ-Al_2O_3相。随着Y(NO_3)_3含量增加,涂层中α-Al_2O_3相衍射峰加强,α-Al_2O_3含量有所增加,涂层显微硬度呈现出先增加后降低的趋势,最大值出现在添加的Y(NO_3)_3质量分数为3.5‰时,约为1852 HV。当添加的Y(NO_3)_3质量分数低于2.5‰,获得涂层较为平滑。但当Y(NO_3)_3质量分数超过3‰后,微弧氧化涂层的腐蚀程度有所加强。在Y(NO_3)_3质量分数低于2.5‰时,表面粗糙度在5.8～6.5μm间变化。当Y(NO_3)_3质量分数高于2.5‰时,表面粗糙度在7.1～7.7μm区间变化。随着Y(NO_3)_3含量增加,获得涂层摩擦因数有所降低,Y(NO_3)_3质量分数分别达到3.5‰和4‰时,摩擦因数分别为0.8和0.6。     

铝阳极氧化膜的微观结构及沸水封闭处理对膜层显微硬度的影响

通过阳极氧化在铝合金表面获得稳定的阳极氧化膜,并对膜层进行沸水封闭处理,采用扫描电子显微镜(SEM)、电化学阻抗谱(EIS)等分析手段研究了氧化电流密度以及封闭处理对膜层显微硬度的影响。结果表明:随着电流密度的增加,铝合金阳极氧化膜的显微硬度先升高,后降低;沸水封闭会导致铝阳极氧化膜的显微硬度下降;铝阳极氧化膜表面形貌的优劣、多孔层的组织结构和屏蔽性与膜层显微硬度密切相关。     

ADC12铝合金表面微等离子体氧化黑色陶瓷膜的制备工艺及性能研究

研究了ADC12铝合金表面微等离子体氧化法制备黑色陶瓷膜的电解液成分和电参数等对膜层性能的影响.通过SEM和XRD分析了黑色陶瓷膜层的微观形貌和相结构.     

《中国表面工程》2011年第1期

<正>铁基合金镀铁层的结合和强化机理研究铁元素资源丰富、价格便宜,推广镀铁技术符合国家可持续发展战略要求。铁基合金镀铁技术是在无刻蚀镀铁工艺的基础上,在镀铁液中加入一定量的Ni和Co,沉积成含有Ni和Co的合金镀铁层。施镀工艺采用电压控制方式,镀前对基体金属表面进行对称交流活化,使基体金属表面形成"微融活化态",铁基合金镀铁层与基体金属完全融为一体的金属键结合,其力学性能显著提高,结合强度可达460 MPa。能够满足在高速运转和高密度承载的条件下使用要     

纳米TiO2对D16T铝合金微弧氧化膜耐磨性的影响及机理

目的 提高D16T铝合金的耐磨损性能。方法 通过向硅酸盐和磷酸盐混合电解液体系中添加2 g/L纳米TiO2添加剂,利用微弧氧化技术在其表面制备微弧氧化陶瓷膜。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）、显微硬度计、厚度测试仪、摩擦磨损试验机等,研究了纳米TiO2添加剂对D16T铝合金微弧氧化膜的结构和耐磨损性能的影响及机理。结果 纳米TiO2的添加使得微弧氧化膜层的表面变得更加平整、致密,具有更少的微孔和裂纹,大大改善了膜层结构。相比于未添加纳米TiO2的电解液中制得的微弧氧化膜,在含纳米TiO2的电解液中所制得的微弧氧化膜中有新相TiO2生成,并且促使更多的α-Al2O3相和γ-Al2O3相生成,使膜层厚度得到明显增加,膜厚达31.2 μm,显微硬度也得到显著提高,达510HV。纳米TiO2的添加,降低了D16T微弧氧化膜层试样的摩擦系数,平均摩擦系数为0.45,明显低于不含纳米TiO2的D16T微弧氧化膜层试样的摩擦系数（0.75）。结论 加入到电解液中的纳米TiO2在微弧氧化反应过程中已进入到所形成的氧化膜层,并且填充了膜层中的微孔和裂纹,改善了膜层结构,增加了膜层厚度,显著提高了微弧氧化膜层的显微硬度和耐磨损性能。     

ZrO2纳米颗粒对PEO涂层微观结构及热物理性能的影响

目的 提高PEO涂层的热物理性能.方法 以活塞主流材料——高硅铝合金(ZL109)为基体,在硅酸盐系电解液中,添加不同浓度的ZrO2纳米颗粒,制备一系列ZrO2/Al2O3复合PEO涂层,并通过涡流测厚仪、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射仪(XRD)分析ZrO2纳米颗粒对涂层生长、微观形貌、元素组...     

Si含量对Al-xSi合金表面PEO陶瓷层形成过程及性能的影响

研究了Si含量对铸造Al-XSi合金表面PEO陶瓷层形成过程及隔热性能和硬度的影响。采用SEM、XRD和EDS对陶瓷层微观结构和物相进行了分析,并运用自制的隔热温差测量装置和维氏显微硬度仪对其隔热性能及硬度进行了测试。结果表明:在等离子体电解氧化初期,硅原子以及第二相Al_3Cu Ni都会阻碍微弧放电,抑制铝氧化膜的形成,降低膜层的致密性;随着基体中硅含量的升高,Al-XSi合金内初生硅、共晶硅含量增多,出现硅颗粒的堆积现象,等离子体放电越困难,涂层的生长速率降低,陶瓷层中α-Al_2O_3及Si O_2的含量随之升高,隔热温度也随之升高,硬度下降。     

超声振幅对激光熔覆WC/IN718复合涂层组织及性能的影响

目的 研究超声振幅对激光熔覆WC陶瓷颗粒在熔池凝固过程中流动特性的影响,在IN718镍基高温合金表面制备出硬度高和高温耐磨性良好的WC/IN718金属基陶瓷涂层。方法 采用VHX-1000型超景深显微镜,观察不同超声振幅作用下WC陶瓷颗粒在复合涂层横截面的分布规律;借助于光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）等设备,表征不同超声振幅下复合涂层显微组织与物相组成;采用显微硬度仪和旋转式高温摩擦磨损试验机,研究不同超声振幅下复合涂层的显微硬度和高温耐磨性能。结果 当超声振幅为22 μm时,复合涂层平均显微硬度最大（562HV0.2）,相对未施加超声的复合涂层提高了49.9%,抗高温摩擦系数（0.4）相对未施加超声的复合涂层（0.6）降低了67.0%。复合涂层的磨损机制为氧化磨损和轻微的磨粒磨损。结论 由于超声场对激光熔覆过程的声流强化效应和空化效应的影响,促使WC陶瓷颗粒在熔池中逐渐上浮,消除了熔池底部WC颗粒的沉积效应。超声场的热效应使WC颗粒在熔池中的溶解率有所增加,复合涂层的稀释率也相应得到提高。施加超声场的复合涂层的平均显微硬度和高温耐磨性得到明显提升。     

陶瓷粉末尺寸对电弧喷涂金属-陶瓷复合涂层形成及性能的影响

利用高速电弧喷涂和含有微米TiB2和纳米Al2O3陶瓷粉末的粉芯丝材在碳钢基体上制备了六组陶瓷颗粒弥散增强的Fe-TiB2复合涂层,研究微纳米陶瓷粉末对电弧喷涂Fe-TiB2复合涂层的形成和性能的影响.采用光学显微镜、WYKONT1100三维表面形貌仪对比分析了扁平粒子形貌和厚度;用SEM,EDAX及XRD分析涂层的形貌和相组成,测试了涂层的显微硬度和耐磨粒磨损性能,并用激光共聚焦显微镜观察磨损后的涂层形貌.结果表明,随着粉芯丝材中微纳米陶瓷粉末含量的增加,扁平粒子的形貌从飞溅严重的散点状逐渐转变成少量飞溅的盘状,涂层的孔隙率随之下降.对比6种涂层的组织及性能,发现当粉芯丝材中的TiB2粉末尺寸＜2 μm时,Fe-TiB2复合涂层中的陶瓷硬质相分布最为细小、弥散,涂层的耐磨性能最好.     

纯铝及其合金的微等离子体氧化成膜特征

研究了纯Al及其合金LC9、LY12在偏铝酸钠溶液中微等离子体氧化成膜的特点.通过X射线衍射,SEM和EMPA等分析了陶瓷膜层的相组成及表面、截面形貌和膜层截面的元素含量分布,利用测厚仪测量了陶瓷膜层的厚度.结果显示:Al膜层由α-Al2O3相组成,LC9膜层由γ-Al2O3相组成,LY12膜层由γ-Al2O3和α-Al2O3两相组成,且膜层都由致密层和疏松层构成;膜层的厚度随时间都近似呈线性变化;在Al和LY12膜层中,由内向外铝元素的含量逐渐增加;在LC9膜层中,铝元素的分布略呈两侧高中间低;在LC9和LY12膜层中,镁元素分布比较均匀;在LC9膜层中,含有很少量的锌元素,而铜元素含量很不明显;在LY12膜层中含有很少量的铜元素.     

LY12铝合金微弧氧化黑色陶瓷膜结构及耐腐蚀性研究

在多聚磷酸钠和含铬添加剂组成的电解液体系中，采用微弧氧化方法对LY12铝合金表面制备颜色均匀的黑色陶瓷膜。利用扫描电镜、X射线衍射仪和电化学分析仪研究了陶瓷膜结构、形貌和耐蚀性。陶瓷膜厚度随着反应时间的延长近似性线增加，添加剂具有增加陶瓷膜厚度的作用。膜层表面残留大量没有完全封闭的放电通道；沿陶瓷膜截面由内至外，黑色陶瓷膜的颜色逐渐变深，铬的含量增加，铝、铜的含量减少。含添加剂陶瓷膜由大量的α-Al2O3及少量的γ-Al2O3组成；不含添加剂陶瓷膜由y-Al2O3组成，乳白色。陶瓷膜层试样的耐腐蚀性能要好于基体，含铬的黑色陶瓷膜耐腐蚀性能大幅度提高。     

LY12铝合金钼酸盐转化膜研究

利用浸渍法在LY12铝合金表面获得了深黄色的钼酸盐耐蚀转化膜。结果表明，本处理工艺简单，成膜速率快，铝合金的耐蚀性大为提高，具有较好的抗点腐蚀性能。扫描电镜（SEM）分析表明，膜的微观形态由大小不一的球形颗粒构成。X射线光电子能谱（XPS）实验表明，转化膜表层中钼主要以MoO2形式存在，并含有少量的MoO3，在膜的内层钼以正4价形式存在。并讨论了钼酸盐转化膜的成膜机理及耐蚀机理。     

氧化时间对 7 A09 超高强铝合金微弧氧化陶瓷膜的影响

采用NaAlO2-NaOH体系,对7A09超高强铝合金进行微弧氧化,研究了微弧氧化时间对陶瓷层厚度、显微硬度、表面及截面形貌、相组成的影响。结果表明:在其它参数一定的条件下,陶瓷层的厚度和硬度均随氧化时间的延长而不断增长,微弧氧化时间为45 min时,陶瓷层的显微硬度达到最高值1070HV0.1;陶瓷层主要由γ-Al2O3组成。     

LY12铝合金微弧氧化陶瓷膜的纳米压入研究

用纳米压入法测定了LY12铝合金微弧氧化陶瓷膜的硬度H和弹性模量E分布,并探讨了陶瓷氧化膜的生长机理。氧化膜的硬度和弹性模量分别为18GPa-32GPa,280GPa-390GPa。靠近膜／基体界面的氧化膜硬度和弹性模量仍然相当高。H和E沿膜深度的分布都存在一个极大值,并同膜内α-Al2O3含量变化是一致的。其形成原因在于微弧区熔融物在膜不同部位冷却速率差异较大。     

7A52铝合金表面微弧氧化陶瓷层摩擦学特性

利用微弧氧化技术在7A52装甲铝合金表面原位生成了陶瓷层,通过SEM、XRD等手段分析了陶瓷层的表面形貌和物相组成,并在MS-T3000往复式摩擦磨损试验机上考察了陶瓷层在干摩擦条件下的摩擦学行为,分析了陶瓷层的磨损失效机制.结果表明,徼弧氧化陶瓷层由α-Al2O3和γ-Al2O3陶瓷相组成,高硬度的陶瓷层提高了7A52铝合金表面接触载荷承载能力和耐磨性,耐磨性最大提高幅度达到了100倍以上.陶瓷层的磨损机制以磨粒磨损失效为主.     

硅酸盐电解液中铝合金微弧氧化陶瓷膜层的结构与性能

在硅酸盐电解液中利用微弧氧化方法，在LYl2铝合金上制备了陶瓷膜层。用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)观察分析了其形貌和相组成，测定了膜层厚度、显微硬度，并对涂层进行了耐蚀性和抗热震性研究。结果表明，涂层分为两层，外层为疏松层，内层为致密层，涂层总厚度76μm，致密层厚度50μm，硬度1500HV；涂层相组成为γ-Al2O3和α-Al2O3；涂层在30℃、10%NaOH水溶液和30℃、20%Nacl水溶液中的耐蚀性极好。     

LY12铝合金微弧氧化膜三维组织结构及占空比影响研究

在Na2SiO3-KOH溶液体系中,采用恒流模式在LY12铝合金表面进行了占空比不同、厚度均为50μm的微弧氧化(Microarc oxidation,MAO)陶瓷膜制备。着重对微弧氧化膜表层、次层、内层以及界面的三维组织结构进行分析,并研究了占空比对陶瓷膜显微结构及相组成的影响。结果表明,大尺寸放电微孔仅在陶瓷膜近表面残存,而次层及内层微孔尺寸明显减小,且临近基体金属侧膜层中γ-Al2O3相较多。陶瓷膜截面能谱分析显示,Si元素在陶瓷膜外层及膜层内部微孔处含量相对较多。占空比对膜层结构影响显著,当占空比较小时陶瓷膜外表面为典型的火山喷射状形貌,随占空比增加,表面呈现出较多尺寸较大的饼状平滑区。陶瓷膜内/外表面XRD分析表明,内/外部膜层中α-Al2O3相含量都随占空比的增加而增加。