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.     

铝合金微等离子体氧化着色工艺

研究了LD31，铝合金在硅酸盐电解液中通过添加不同的添加剂而获得具有不同色泽的微等离子体氧化陶瓷膜层的工艺，分析了各种工艺参数对陶瓷膜膜层硬度、耐磨性、颜色等性能的影响，并从理论上进行了探讨。     

7075铝合金硅酸盐体系微等离子体氧化陶瓷层制备工艺研究

采用微等离子体氧化技术对7075铝合金进行表面处理,通过正交试验法优化出7075铝合金在硅酸盐体系下进行微等离子体氧化的最佳电解液配方,并研究了在此电解液配方下形成的微等离子体氧化陶瓷层的微观形貌及相组成,陶瓷层表面微孔均匀,膜层致密.     

重铬酸钾对钛合金表面微等离子体氧化陶瓷膜

在钛合金表面用微等离子体氧化能产生一层陶瓷膜.将重铬酸钾引入磷酸盐电解液将使钛合金微等离子体氧化过程的槽电压升高,经对所得微等离子体氧化陶瓷膜表面和截面进行扫描电镜(SEM)形貌观察,发现重铬酸钾的加入使陶瓷膜的致密性增加.XRD分析表明,不同电解液中所得膜层都是以锐钛矿型TiO2为主晶相,同时还含有少量的金红石型TiO2,重铬酸钾的加入使锐钛矿型TiO2的含量增加.对膜层进行电偶电流和循环伏安测试表明,重铬酸钾的加入使所得的膜层对金属的接触腐蚀降低,抗点腐蚀能力大大提高.     

铝合金等离子体电解质氧化陶瓷膜的相形成研究

本文研究了铝合金等离子体电解质氧化时氧化物陶瓷膜中的相形成并建立其理论模型 ,认为氧化陶瓷膜的形成包含两个过程 ,即电化学表面氧化和放电区等离子体化学氧化物合成。对两种反应产物的形成及放电方式的加热与冷却进行了热力学计算。理论计算和试验结果偏差小于 2 0 %。     

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.     

铝合金在水玻璃-KOH-NaAlO2体系中的微等离子体氧化

研究了水玻璃－ＬＯＨ－ＮａＡｌＯ２体系对ＬＹ１２铝合金微等离子体氧化过程的影响,考察了不同的ＮａＡｌＯ２浓度下,化过程电压－时间曲线的变化特点,测定了膜层的硬度、击穿电压。运用ＸＲＤ,ＳＥＭ,ＥＰＭＡ研究了膜层的相组成、形貌及元素分布,发现膜层由莫来石相和ｒ－Ａ１２Ｏ３相组成,具有疏松层和紧密层两层结构,铝元素含理沿关从基体到膜层的方向逐渐减少,而硅元素含理却浓渐增加。     

重铬酸钾对钛合金表面微等离子体氧化陶瓷膜结构和耐蚀性的影响

在钛合金表面用微等离子体氧化能产生一层陶瓷膜,将重铬酸钾引入磷酸盐电解液将使钛合金微等离子体氧化过程的槽电压升高,经对所得微等离子体氧化陶瓷膜表面和截面进行扫描电镜（SEM）形貌观察,发现重铬酸钾的加入使陶瓷膜的致密性增加,XRD分析表明,不同电解液中所得膜层都是以锐钛矿型TiO2为主晶相,同时还含有少量的金红石型TiO2,重铬酸钾的加入使锐钛矿型TiO2的含量增加,对膜层进行电偶电流和循环伏安测试表明,重铬酸钾的加入使所得的膜层对金属的接触腐蚀降低,抗点腐蚀能力大大提高。     

微等离子体氧化陶瓷膜对钛合金耐蚀性的影响

在偏铝酸钠溶液中，利用双向脉冲微等离子体氧化技术，在TC4钛合金表面原位生长复合氧化物陶瓷膜．分析表明，陶瓷膜由Al2TiO5、α-Al2O3和金红石型TiO2构成，其中Al2TiO5为主晶相，金红石型TiO2含量由膜外层向内层逐渐增多，而α-Al2O3含量由外向内逐渐减少；整个膜层分为致密层和疏松层两部分．陶瓷膜提高了钛合金的耐盐酸和硫酸腐蚀性能．微等离子体氧化陶瓷膜使得钛合金的耐点蚀性能明显提高，同时使TCA钛合金与LY12铝合金之间的电偶腐蚀得到改善．     

高强度铝合金微等离子体电解氧化陶瓷质膜层影响因素

微等离子体电解氧化是在阳极氧化基础上发展起来的直接在轻合金表面原位生成γ-Al2 O3和α-Al2 O3陶瓷质膜的一项表面工程新技术.α-Al2 O3对陶瓷质膜层的性能起决定性作用,最大限度地促进α-Al2 O3的形成,是改善铝合金表面综合性能的关键.经过对国内近20个单位的调研,发现该技术在军工、航空、航天、机械等领域有着迫切的需求和广泛的应用前景,有望部分替代硬质氧化膜实现大规模生产.本文从基体材料、溶液特性及电参数三方面分析铝合金微等离子体氧化膜层的影响因素,重点分析基体合金元素对陶瓷质膜层的影响.指出该技术在高强度铝合金应用领域的发展方向并对其前景进行了展望.     

AZ31B镁合金微等离子体氧化陶瓷膜耐腐蚀性研究

采用SEM、XRD等方法研究了AZ31B镁合金微等离子体氧化陶瓷膜的形貌特征和相组成.结果表明:直流脉冲电源条件下取得的陶瓷膜比交流脉冲电源条件下取得的陶瓷膜更致密,因而具有更佳的耐腐蚀性;XRD图谱显示陶瓷膜主要由MgSiO3和MgO相组成.在直流脉冲电源情况下,对比了不同电流密度对陶瓷层耐腐蚀性能的影响,得到电流密度为2A/dm2时膜层具有最佳耐腐蚀性的结论.     

钛合金微弧氧化陶瓷层的结构研究

利用微弧氧化技术，采用甘油磷酸钙和乙酸钙混合电解液体系，在Ti6A14V钛合金表面制备了陶瓷涂层，并对涂层的结构特征进行了综合研究。试验结果表明，微弧氧化层为富含Ca、P元素的粗糙多孔结构。陶瓷层可分内外两层，内层薄而致密，存在分布较为均匀的细小孔洞。外层厚而多孔，孔径尺寸和深度随氧化电压的升高而增大。陶瓷层中Ca、P元素分布不均匀，内表面Ca元素含量明显低于外表面，而P元素含量内、外表面相近，在陶瓷层的次表层二者的含量相对最高。微弧氧化后钛合金基体表面变的粗糙不平，并有少量Ca、P元素扩散进入到钛合金基体表层。     

镁合金等离子体微弧氧化膜层研究

研究了镁合金AZ31在磷酸盐和硅酸盐两种不同的溶液体系下生成氧化膜的性质,比较了多种因素,特别是负电压对于生成氧化膜的影响;并且通过X射线衍射(XRD)等方式分别确定了两种不同溶液条件下氧化膜的成分.结果表明:较低的负电压有利于氧化膜的生长,延缓二次放电现象的发生.在我们得到的氧化膜中,最主要的成分为高温相的MgO,不同于以往条件下得到的普通相MgO氧化膜,能提高镁合金的一部分性能.     

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。     

铝合金微弧氧化陶瓷涂层研究进展

简述了微弧氧化技术的基本原理和优点,着重介绍了实验参量,如电源模式、电解液组成、电压、频率、占空比、氧化时间、基材成分等对铝合金微弧氧化的影响,总结和分析了铝合金微弧氧化陶瓷涂层微观结构与性能的特点及其关系。最后,针对目前铝合金微弧氧化陶瓷涂层研究领域存在的问题,提出了今后的研究方向。     

电压参数对铝合金微弧氧化陶瓷层相组成的影响

通过XRD分析,研究了正向、负向电压对铝合金微弧氧化陶瓷层相组成的影响.结果表明,陶瓷层主要由α-Al2O3相、γ-Al2O3相和mullite(莫来石)相组成,α-Al2O3相在陶瓷层内侧的质量分数高于外层,而mullite相的分布则相反.单独提高正向电压时,α-Al2O3相的质量分数先增后减;而单独提高负向电压时,α-Al2O3相的质量分数明显提高.γ-Al2O3质量分数的变化与α-Al2O3相反.电压变化时,内侧的mullite相的质量分数变化不大,但外侧的质量分数随电压提高而增加.     

1060铝合金微弧氧化黑色陶瓷膜显色特性及着色机理

目的采用微弧氧化技术在1060铝合金表面制备黑色陶瓷膜,并且讨论黑色膜的显色机理。方法在不同电解液体系中制备出不同黑色度的陶瓷膜,通过测色仪及EDS,XPS,SEM等测定膜层的显色特性、成分和表观形貌。结果 Na2WO4和NH4VO3添加量对膜层显色特性和表观形貌影响较大,随着二者添加量的增加,膜层黑色度增加,表面粗糙度减小。结论微弧氧化过程中,电解液中的WO42-和VO3-参与了成膜反应,生成了V2O5,V2O3,WO x和WO3等具有黑色显色特性的氧化物,并分布于整个膜层和多孔结构中,这是黑色显色特性的主因。随着Na2WO4和NH4VO3添加量的增加,显色氧化物在膜层和孔结构中存在的数量增加,使得膜层粗糙度降低。     

2A06铝合金表面微弧氧化陶瓷层摩擦学特性

采用微弧氧化技术,以硅酸盐为主要电解液,在2A06铝合金表面制备出高硬度、高耐磨性的微弧氧化陶瓷膜。用扫描电镜观测膜层的显微结构,用X射线衍射分析其相组成,并对膜层进行耐磨损和抗冲蚀试验。结果表明,氧化时间越长,2A06铝合金表面陶瓷层越厚,陶瓷层粗糙度也越高。陶瓷层由过渡层、致密层和疏松层组成。过渡层与基体和致密层结合紧密。致密层的相组成主要为α-Al2O3、γ-Al2O3,疏松层的相组成主要为α-Al2O3、γ-Al2O3以及Al6Si2O3。致密层中的α-Al2O3相的含量远高于疏松层。从试样边缘到试样中心硬度逐渐降低,最高硬度出现在试样表面边缘向内5～20 mm处,平均HV硬度可达20.96 GPa。2A06铝合金的耐磨性比较差,磨轮转速从100 r/min增至400 r/min时,磨损量不断增加且呈线性分布。微弧氧化制备的陶瓷层磨损量在磨损开始时(100 r/min)稍高,磨轮转速到600 r/min时磨损量趋于稳定,磨轮转速到1600 r/min时磨损量仍然呈现较低水平。陶瓷层的冲蚀体积损失率也远低于2A06铝合金基体。     

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。