镁合金表面处理技术现状和发展趋势

多种表面处理技术应用于镁合金的防护上,以便改善镁合金的性能,扩大镁合金的应用领域,提高镁合金材料的使用寿命.论述了镁合金表面处理技术,包括化学氧化、阳极氧化、金属涂层、有机物涂层等研究和应用的现状;着重阐述了微弧氧化技术具有膜层与基体结合强度高、硬度高、耐磨性好、抗腐蚀能力强、热稳定性好等优点;概述了微弧氧化技术国内外研究与应用现状,并提出微弧氧化技术是镁合金表面处理的重点.     

镁合金表面处理新技术

镁及镁合金是一种极具发展潜力的轻质结构材料,但镁合金的耐蚀性较差,因此进行适当的表面处理以提高镁合金的耐蚀性能已成为目前研究的热点.镁合金表面强化处理新技术,主要有等离子微弧阳极氧化、加弧辉光等离子表面处理、离子束增强辅助沉积表面技术、化学转化膜、阳极氧化以及化学镀等表面处理方法.这些方法都具有各自的优点但也都存在一些不足,比如化学镀、阳极氧化、化学转化膜等表面涂膜均有涂镀层薄,结合强度低,容易剥落,膜层不致密,不均匀,处理液有污染等缺点;等离子微弧氧化虽能获得较厚结合较好的渗镀层,但镀层有表面疏松、表面粗糙等缺点;离子束增强辅助沉积表面技术虽然能在表面形成结合好的渗镀层,但设备昂贵,处理面积小,适用面小,产业化较困难.最后展望了镁合金表面处理的发展趋势.     

镁合金表面的腐蚀特性及其防护技术

从镁合金表面自然氧化的微观结构与形成过程入手,论述了其表面多孔 状的三层氧化膜造成镁合金基体表面容易发生腐蚀的原因,并详述镁合金表面的电化学腐蚀特性与腐蚀机理;从三个不同角度分析其独特的负差数效应,并用“部分膜保护机制”对此作出更合理的解释;讨论了阳极氧化技术及其在此基础上之上发展而来的等离子微弧阳极氧化技术,该技术可显示提高镁合金表面氧化膜的耐蚀性与抗磨性。介绍了包括激光表面热处理和激光合金化的激光辅助处理技术,它能对镁合金表面进行快速、局部的处理,提高材料的耐腐蚀性能和硬度,概述了物理气相沉积技术,它可为镁合金表面提供耐腐蚀性能、高结晶度和高强度。讨论了目前国内外最新研究的用于取代有毒的铬酸盐转化膜的稀土转化膜工艺的化学法;该方法具有操作简便、无毒无污染等诸多特点,可以明显提高镁合金表面的耐腐蚀性能,但机理研究有待于进一步探讨。     

镁合金表面常规处理与硅烷化处理技术

镁合金作为最轻的工程材料之一,具有比强度高、电磁屏蔽性好等优点,但耐蚀性差却成为制约其发展的主要问题。解决该问题的一种重要手段就是对镁合金进行表面处理。阐述了镁合金的常规表面处理技术及硅烷处理技术的原理、特点、工艺过程及影响因素,并对其发展进行展望。     

镁合金表面等离子喷涂Al涂层的耐腐蚀性能

采用等离子喷涂技术在AZ31镁合金表面制备Al涂层,测试了镁合金及Al涂层试样的极化曲线,研究了没有涂层的镁合金、经封孔处理和未经封孔处理的Al涂层镁合金3种试样在浸泡腐蚀和5%NaCl盐雾腐蚀情况下的耐腐蚀性能及其腐蚀行为。结果表明,经封孔处理的Al涂层试样在上述腐蚀条件下的耐腐蚀性均优于镁合金和未封孔处理的试样,在浸泡实验中未封孔处理的涂层试样比镁合金腐蚀更加严重,在盐雾实验中却优于镁合金。     

镁合金的微弧氧化:轻量化材料评述

轻量化材料镁合金能够显著降低电动汽车整备重量、从而延长行驶里程并减少碳排放,应用前景十分广泛.镁合金的活性高,需采取表面处理技术使其表面不被腐蚀.微弧氧化是一种通过多参数联合控制的湿法表面处理来提升镁合金试件表层耐蚀性的工艺过程,通过这种工艺,试件的表面原位生成陶瓷保护膜.电压脉冲方式、电流密度、频率和占空比等电参数和...     

铸镁合金电抛光工艺研究

镁合金化学活泼性强，表面极易形成碱性氧化膜，镁合金的化学抛光由于镁合金化学活泼性的局限，较难实现，且抛光后表面也极易氧化．通过对镁合金的电抛光工艺参数的确定，镁合金电抛光电流密度与光洁度关系的测定，以及镁合金抛光后的钝化处理，实现了镁合金的表面电抛光，结果表明处理后样品能在空气中长久保持光亮．     

电压及成膜时间对Mg-Zn-Zr-Ca合金陶瓷膜微观组织影响

通过采用微弧氧化技术(MAO),研究微弧氧化处理电压及成膜时间对Mg-Zn-Zr-Ca生物镁合金陶瓷膜的微观结构的影响,从而探究出微弧氧化的成形机理,并获取最佳工艺参数.实验结果表明:与镁基体相比,Mg-Zn-Zr-Ca生物镁合金经微弧氧化处理后,其表面形成乳白色光滑的陶瓷膜,且在微弧氧化处理过程中,当处理电压为450 V和500 V,成膜时间为9 min和11 min时,所形成的陶瓷膜的微观表面微孔较分布均匀,微孔孔径以及表面孔隙率相对稳定.由此,为Mg-Zn-ZrCa生物镁合金选择合适的工艺参数进行微弧氧化表面处理提供理论依据.     

镁合金表面防护研究进展

文章综述了镁合金的几种表面防护技术:化学处理、阳极氧化、微弧氧电镀、物理气象沉积(PVD)等,并提出了今后的研究发展方向。     

镁合金疲劳行为的研究现状及展望

简要介绍了镁合金在疲劳加载条件下的循环应力响应行为、疲劳裂纹萌生与扩展行为以及疲劳断裂的微观特征，分析了镁合金的显微组织、冶金和表面状态等材料内在因素以及环境、温度等外部因素对镁合金的疲劳强度、疲劳寿命、疲劳裂纹扩展速率的影响规律，指出了机械抛光、喷丸处理、表面滚压等表面机械加工方法以及适当的热处理均可有效地提高镁合金的疲劳强度和疲劳寿命.此外，也对镁合金疲劳行为的未来研究方向和发展趋势进行了展望.     

镁合金涂装前处理工艺探讨

涂装是提高镁合金耐蚀性和装饰性的最经济有效的方法。涂装前处理对涂装质量影响很大,文中对镁合金的涂装前处理工艺进行了分析。     

海上风电机组用N38SH永磁体在盐雾中的性能

针对风电机组在生命周期内始终受到盐雾、湿热环境影响的问题,研究了发电机中永磁体在海洋盐雾环境下的性能变化.通过盐雾腐蚀试验,模拟发电机用N38SH永磁体的服役环境,研究其在盐雾腐蚀条件下磁性能的变化,为海上风电机组永磁体的保护提供理论依据.试验结果表明,无论有无镀层保护,盐雾腐蚀将极大程度影响永磁体的磁性能,特别是在剩余磁感应强度和矫顽力等性能指标下降较多时,需要专门的保护措施.     

Influence of Different Chelating Agents on Corrosion Performance of Microstructured Hydroxyapatite Coatings on AZ91D Magnesium Alloy

To improve the bioactivity and corrosion resistance of AZ91 D magnesium alloy,hydroxyapatite(HAp) coatings with novel microstructured morphologies were prepared successfully on AZ91 D substrates via a facile hydrothermal method.Different chelating agents including polyaspartic acid(PASP) and ethylenediaminetetraacetic acid(EDTA) were introduced to investigate their effects on the morphology and corrosion resistance of the coated magnesium alloys.The results revealed that the coating prepared with PASP was composed of many uniform urchin-like microspheres,while the coating prepared with EDTA consisted of many flower-like particles.Moreover,the crystallinity of the coating prepared with EDTA was much higher than that of the coating prepared with PASP.Electrochemical tests revealed that the corrosion resistance of the substrate was significantly improved after being coated with each coating.Immersion test of the coated samples in simulated body fluid(SBF) demonstrated that the coatings could be biodegraded gradually and induce the formation of calcium phosphate particles.     

Comparative Study of Structure and Property Changes in Corrosive Media for Self-cleaning Superhydrophobic Magnesium Alloys

Magnesium alloys with superhydrophobicity are constructed by controlling rough surface structure and grafting long hydrophobic alkyl chains. Changes of morphology, phase structure, chemical composition as well as wettability, corrosion resistance of superhydrophobic magnesium alloy upon immersing in corrosive media are investigated comparatively. Meanwhile, the contaminating particles on as-prepared superhydrophobic surfaces can be taken away easily by rolling water droplets. Therefore, the results show that as-prepared superhydrophobic magnesium alloys exhibit enhanced corrosion resistance and self-healing performance. Finally, anti-corrosion and self-cleaning mechanisms are deduced. It can be concluded that it is an effective strategy of preparing superhydrophobic surfaces for improving the corrosion resistance and selfcleaning performance of magnesium alloys.     

镁合金表面HA/CNTs涂层的制备及电化学性能研究

为了提高生物镁合金羟基磷灰石(HA)涂层的耐蚀性能,在微弧氧化电解液中加入羟基磷灰石/碳纳米管(HA/CNTs)复合粉体添加剂,制备HA/CNTs复合涂层。分别对制备的HA/CNTs复合粉体和HA/CNTs复合涂层进行表面形貌和物相组成分析,并对HA/CNTs复合涂层在模拟体液(SBF)中的耐腐蚀性能进行了研究。结果表明,HA/CNTs复合粉体在微弧氧化过程中能均匀地沉积在镁合金表面,结晶良好且无任何杂质;与HA涂层相比,HA/CNTs涂层具有较小的腐蚀电流密度值和较大的阻抗值。此外,在SBF中浸泡4d后,HA/CNTs复合涂层表面出现大量的亚微米级颗粒产物且没有任何腐蚀裂纹。     

稀土Gd对Mg-5Al系镁合金显微组织与疲劳性能的影响

为了确定稀土元素Gd和时效处理对Mg-5Al系压铸镁合金显微组织及疲劳性能的影响,通过低周疲劳实验对压铸态和时效态Mg-5Al-x Gd镁合金的显微组织和疲劳性能进行了表征.结果表明,提高压铸态和时效态Mg-5Al-x Gd镁合金中Gd的含量,可使镁合金的显微组织得到细化.在总应变幅控制的低周疲劳加载条件下,压铸态和时效态Mg-5Al-x Gd镁合金均呈现出循环硬化和循环稳定特征,时效处理可以提高Mg-5Al-x Gd压铸镁合金的循环变形抗力.对于压铸态镁合金而言,Gd含量为1%时镁合金的循环变形抗力高于Gd含量为2%和3%的镁合金,而对于时效态镁合金而言,Gd含量为1%和2%时镁合金的循环变形抗力均高于Gd含量为3%的镁合金.     

硅酸锶镁荧光粉的表面包覆

以异丙醇铝为原材料,采用溶胶凝胶法制备铝溶胶,利用荧光粉在铝溶胶中的异相成核原理在硅酸锶镁表面包覆一层氧化铝膜,并考察了包覆对荧光粉的物相和晶体结构、表面形态、发光性质以及热稳定性的影响,分析了不同包覆量对其余辉性能的影响及热处理温度对荧光粉的影响.结果表明,在荧光粉表面成功包覆了一层均匀、致密且牢固的氧化铝膜层;包覆过程没有改变荧光粉的晶体结构;随着包覆量的增加,样品的余辉初始亮度呈现逐渐下降的趋势,当包覆量为8%时,余辉亮度下降最小,发光强度下降约10%;随着热处理温度的升高,未包覆和包覆样品的余辉亮度逐渐下降,在900 ℃时,未包覆样品的余辉亮度衰减0.24,而包覆样品的余辉亮度衰减约0.1.包覆提高了荧光粉的发光性能.