阶段占空比对ZrH1.8表面微弧氧化陶瓷层性能的影响

为了提高氢化锆表面微弧氧化陶瓷层的致密性及阻氢性能, 采用恒压模式对氢化锆基体进行微弧氧化处理, 在磷酸盐电解液体系下, 研究阶段占空比分别为40%-50%-60%、50%-60%-40%和60%-50%-40%三种情况下陶瓷层的生长过程。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、膜层测厚仪分析陶瓷层的形貌、相结构及厚度; 通过真空脱氢实验评价不同阶段占空比模式下获得陶瓷层的阻氢性能。研究结果表明: 不同阶段占空比模式下在ZrH_1.8表面可制得厚度分别为162.6、175.9、158.7 μm的氧化锆陶瓷层, 且所制微弧氧化陶瓷层均由M-ZrO₂、T-ZrO₂以及Zr_0.95Ce_0.05O₂三种物相组成, 阶段占空比对陶瓷层物相组成无显著影响; 阶段占空比为40%-50%-60%条件下, 氢化锆表面所制陶瓷层厚度达到162.6 μm, 氢渗透降低因子(Permeation Reduction Factor, PRF)达到12.5, 阻氢性能较佳。     

反向占空比对铝合金微弧氧化膜组织结构和耐蚀性能的影响

反向占空比对微弧氧化膜组织结构和性能的影响很大。恒流条件下用不同反向占空比(10%～80%)对7075铝合金进行微弧氧化,研究了反向占空比对膜层厚度、粗糙度、致密层比例、耐蚀性、形貌的影响,并分析了膜层的相结构。结果表明:当反向占空比达到50%时膜层综合性能最佳,膜层最厚(83.4μm),粗糙度2.47μm,致密层比例最大,耐点滴时间最长,盐雾腐蚀1200 h仍未发生腐蚀;微弧氧化膜中有许多不均匀的"火山"喷发状孔洞,主要物相为γ-Al2O3。     

占空比对SiCp/Al基复合材料微弧氧化膜层组织及性能的影响

以NaAlO₂+NaOH为电解液体系，在恒压模式下对SiC体积分数为45%,粒径为5μm的SiCp/Al基复合材料表面进行微弧氧化处理，研究了占空比对SiCp/Al基复合材料微弧氧化膜层组织及性能的影响。用SEM分析微弧氧化膜层的形貌；用X射线衍射仪分析膜层的相组成；采用粗糙度仪、维氏硬度仪、划痕仪对膜层粗糙度、显微硬度及结合力进行了分析；用电化学工作站分析膜层的耐蚀性。结果表明：随着占空比的增大，微弧氧化膜层变得连续，厚度呈现增加趋势，粗糙度逐渐增加，孔隙率逐渐降低。占空比对微弧氧化膜层的物相有一定影响。SiCp/Al基复合材料微弧氧化膜层与基体的结合力随占空比的增加先增大后减小。不同占空比下制备的微弧氧化膜层均能提高SiCp/Al基复合材料的耐蚀性，占空比为70%时制备的微弧氧化膜层耐蚀性最好。     

纯钛微弧氧化阳极工艺过程模型的建立及实验研究

对纯钛微弧氧化陶瓷膜在工艺过程中的生长规律进行了实验研究,分析了陶瓷层表面形貌、厚度、相结构等不同生长阶段的特点。基于微弧氧化工艺过程阳极等效电路,建立了电极电压、电流密度、频率、占空比、时间等工艺参数对陶瓷膜性能影响的理论模型。模型分析结果表明:在陶瓷层成膜后,随着膜层厚度的增加,金红石相TiO2相对含量增加;膜层厚度不变时,工艺过程趋于停止。模型分析与实验结果是吻合的,为提高陶瓷膜层性能并改善微弧氧化工艺提供了理论基础。     

Mg-5Gd-1Zn-0.6Zr镁合金微弧氧化膜的结构与腐蚀性能

利用微弧氧化法在Mg-5Gd-1Zn-0.6Zr镁合金表面制备微弧氧化膜,探讨了恒流模式下占空比对微弧氧化膜结构、显微硬度和腐蚀性能的影响。利用XRD分析氧化膜组成,通过SEM观察氧化膜形貌,利用显微硬度计测量膜层硬度,采用电化学法测试氧化膜在模拟体液中的极化曲线。结果表明,镁合金微弧氧化膜主要由MgO和Mg_2SiO_4组成,随着占空比的增大,微弧氧化膜膜厚增加,表面致密程度降低,膜的硬度和耐腐蚀性先升高后降低。占空比为50%的微弧氧化膜硬度最高,耐腐蚀性最佳。     

7075铝合金微弧氧化的工艺优选

对铝合金表面进行微弧氧化能提高其硬度、耐磨性及与基体的结合力,但目前对Al-Zn-Mg系铝合金的微弧氧化研究较少.对7075铝合金进行了微弧氧化处理,研究了阴/阳电流密度、正/负占空比、频率和氧化时间等微弧氧化工艺参数对膜层厚度和显微硬度的影响.采用扫描电镜观察了微弧氧化层的形貌;采用X射线衍射仪分析了微弧氧化膜的相组成;采用测厚仪、硬度仪测试微弧氧化膜层的厚度及硬度;采用极化曲线法分析了微弧氧化膜的耐蚀性;最后分析了优化工艺参数下微弧氧化对7075铝合金力学性能和耐腐蚀性能的影响.结果表明:最佳微孤氧化工艺为阳极电流密度10 A/dm2、阴/阳极电流密度比0.7,正占空比15％,负占空比10％,频率300Hz,氧化时间45 min,此工艺下制备的微弧氧化陶瓷层硬度达1 080 HV1N,膜层厚31.1 μm;微弧氧化对合金力学性能的影响较小,但可以极大地提高合金的硬度和耐蚀性能.     

电流密度对镁合金微弧氧化膜结构和性能的影响

电流密度是影响微弧氧化膜层结构和性能的主要因素之一.采用测厚仪、扫描电镜(SEM)、电化学测试等手段研究了AM60B镁合金在不同电流密度下硅酸盐溶液中微弧氧化膜层的结构和耐蚀性能.结果表明,随电流密度的增大,氧化膜厚度呈线性增加;氧化膜的表面微孔数目减少,微裂纹扩展程度增大.电化学腐蚀测试结果显示,电流密度9.0 A/dm2下生成的氧化膜耐蚀性最好,主要与膜层较致密的微观结构有关.     

AZ31镁合金的微弧氧化处理及其对粘接性能的影响

采用正交试验方法对镁合金硅酸盐体系的微弧氧化处理工艺进行优化,采用SEM、EDS、XPS和XRD对微弧氧化膜的微观成分与结构进行了表征,进而分析探讨了电解液成分及氧化参数对镁合金表面膜粘接性能的影响规律。研究结果表明,所研究的几种工艺参数对AZ31镁合金表面的粘接性能的影响程度从小到大排列为:KOH的浓度<频率相似文献   

微弧氧化处理镁合金在接骨板服役工况下的微动磨损特性

采用不同占空比(20%,30%,40%)对ZK60镁合金表面进行微弧氧化处理,利用体外模拟实验考察了镁合金在接骨板服役工况下的耐腐蚀性能和微动磨损特性。结果表明,经不同占空比微弧氧化处理后,镁合金的表面硬度和体液环境下的耐腐蚀性能接近,均显著高于镁合金基体。镁合金基体在接骨板服役工况下的微动磨损表面犁沟和腐蚀坑并存,磨损严重,磨损体积为13.1×10~6μm~3,而微弧氧化处理镁合金的微动磨损显著减轻,损伤以犁削效应为主,不同占空比处理所得镁合金的磨损形貌和磨损体积接近,随占空比增大依次为6.6×10~6,6.1×10~6,6.5×10~6μm~3。微弧氧化处理能显著提高ZK60镁合金在接骨板服役工况下的耐微动磨损性能,占空比对微弧氧化层的微观结构和微动磨损性能无显著影响。     

恒流微弧氧化工艺参数对膜层表面粗糙度的影响

铝合金微弧氧化膜表面粗糙度的影响因素较多,膜表面的粗糙度对其应用有影响,过去研究甚少,为了找出改善和控制膜层表面粗糙度的方法,在恒流模式下利用双极性脉冲电源对LD10铝合金试件进行了微弧氧化处理,采用TR200粗糙度仪检测了膜层表面粗糙度,分析了加工参数对膜层表面粗糙度的影响.结果表明:在一定范围内单独缩短微弧氧化时间、减小正向或负向电流密度、提高频率、降低占空比,都有利于降低膜层表面粗糙度;但温度过高或过低都不利于降低膜层表面粗糙度,只有在30～40 ℃的工作液中处理获得的膜层表面粗糙度才最佳.在30 ℃、电流密度10 A/dm2、脉冲频率200 Hz、占空比24%时,可获得最佳表面粗糙度(Ra 1.2 μm)的硬质微弧氧化膜层.     

钛合金表面硅酸盐和铝酸盐超声波辅助微弧氧化膜的性能

为了改善钛合金硅酸盐和铝酸盐工作液微弧氧化膜的性能,采用超声波辅助(UA)进行了微弧氧化。分别用硅酸盐和铝酸盐体系工作液在Ti-6Al-4V钛合金表面制备了Al-UA-MAO和Si-UA-MAO膜,研究了各氧化膜的性能。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及磨损、耐腐蚀试验机,对各氧化膜的物相、表面形貌、耐磨及耐腐蚀性能进行了测量和分析。结果表明:本复合工艺可降低微弧放电电压,尤其是硅酸盐体系降低程度更大;在硅酸盐体系工作液中,UA-MAO复合工艺能够更有效地增强氧化膜的密封性、致密性和光整度,其耐磨性较无超声波辅助工艺提高近50%。     

脉冲电镀Ni-P合金工艺及镀层的耐蚀性能

采用脉冲电镀法通过改变平均电流密度和占空比制备了Ni-P合金镀层,利用SEM观察了镀层的表面形貌,用螺旋测微仪测试了镀层的沉积速度,并通过盐水浸泡试验和极化曲线测量考察了镀层的耐蚀性能,以获得最佳的脉冲电镀参数。结果表明:平均电流密度为3 A/dm2、脉宽ton为2 ms时,镀层沉积速率较好;占空比为1∶5时镀层表面晶粒细化效果较好,表现出优异的耐腐蚀性能。     

LY12铝合金微弧氧化陶瓷层的电化学腐蚀行为

为了系统了解微弧氧化电参数对铝合金微弧氧化膜耐蚀性的影响,采用自制的设备以恒流法在硅酸盐系电解液中对LY12铝合金进行微弧氧化处理.研究了频率、占空比、时间等参数对铝合金微弧氧化陶瓷层电化学腐蚀行为的影响.用扫描电镜(SEM)和电化学工作站等手段,分析了不同能量参数制备的陶瓷层的微观结构及耐蚀性.结果表明:随着频率增加...     

超声辅助微弧氧化Ti-13Nb-13Zr合金制备仿生涂层及其断裂力学性能

为了提高微弧氧化钛合金制备的脆性仿生涂层的断裂力学性能,利用超声辅助微弧氧化复合工艺在Ti-13Nb-13Zr合金表面制备了钙磷生物涂层。通过压痕法测试分析了涂层断裂韧性,采用扫描电镜和X射线衍射仪测试了涂层表面形貌和相组成,并与微弧氧化制备的涂层性能进行了比较,分析了增韧原因。结果表明,引入超声后,微弧放电电压下降了40V,涂层致密层明显增厚;相同电源占空比条件下,超声工艺所制备涂层的断裂韧性相比无超声工艺都有所提高。部分锐钛矿相TiO_2转变为金红石相的相变增韧,超声空化效应引起的涂层致密化和增厚效果,以及微裂纹的均匀分布,是促使涂层断裂力学性能提高的主要原因。该复合工艺实现了微弧氧化钛合金生物涂层的增韧。     

正脉冲占空比对ZK60镁合金微弧氧化陶瓷膜的影响

占空比是影响微弧氧化过程和微弧氧化膜结构与性能的重要因素之一。研究了恒定的电流密度、频率、微弧氧化时间下,正占空比对ZK60镁合金微弧氧化电压和氧化膜结构与耐腐蚀性能的影响。结果表明:正占空比对ZK60镁合金微弧氧化起弧电压和起弧时间的影响较小,微弧氧化终电压随正占空比的增大而增大;正占空比增加,促进了镁合金与溶液的反应,在相同微弧氧化时间内形成的陶瓷膜厚度逐渐增加,镁合金耐腐蚀性能提高,但在正占空比达到50%后,提高正占空比不能提高镁合金的耐腐蚀性能,甚至会使其降低。     

Ni-Cr-Mo-Nb超音速火焰喷涂层在模拟烟气中的热腐蚀行为

选用适量的Ni,Cr,Mo和Nb的配比,在20钢表面超音速火焰喷涂了Ni-Cr-Mo-Nb合金层,以期提高其耐蚀性。采用XRD,SEM/EDS技术对Ni-Cr-Mo-Nb合金层及其高温腐蚀产物成分、形貌进行了分析;对Ni-Cr-Mo-Nb合金层涂覆75%Na_2SO_4+25%NaCl(质量分数)混合熔盐后于600,650℃烟气中的热腐蚀行为进行了研究。结果表明:Ni-Cr-Mo-Nb合金层结构致密,孔隙率低;Ni-Cr-Mo-Nb合金层在涂覆75%Na2SO4+25%Na Cl盐膜后的烟气中600,650℃时先增重后失重,其腐蚀产物分为2层,外层富含Ni,内层富含Cr且S含量较高,具有良好的耐蚀性能。     

静电喷涂聚酰亚胺涂层的防腐蚀性能

聚酰亚胺(PI)在防腐蚀方面前景良好,但目前国内报道不多。采用静电喷涂的方法在N80钢表面制备了一种聚酰亚胺防腐蚀涂层。通过盐雾试验、浸泡试验评价了涂层在不同腐蚀环境中的耐蚀性能;通过硬度测试和抗冲击试验评价了涂层的力学性能;采用红外光谱、电化学方法交流阻抗、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)等方法研究了涂层的失效过程。结果表明:涂层耐盐雾性能良好,3 080 h盐雾试验后仅表面发生微观物理破坏,在人工划痕处产生少量腐蚀产物;涂层在3.5%NaCl溶液和25%HCl溶液中耐蚀性能优异,电化学性能不随时间发生显著变化,但在涂层表面产生少量微观缺陷;涂层力学性能良好,但提高腐蚀介质温度会使得力学性能下降。     

激光重熔改性铝合金微弧氧化膜层的组织与性能

为了改善微弧氧化(MAO)膜层多孔疏松的组织和性能, 对其进行了激光重熔处理, 并制备了两种实验膜层: (1)选择双向电流脉冲和Na₂SiO₃-KOH体系的工作液, 在6082铝合金基体上制备平均厚度为18 μm的MAO膜层; (2)采用Nd:YAG激光器对上述MAO膜层进行激光重熔(LSM)处理, 获得MAO+LSM膜层。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪、超显微硬度计和电化学分析仪分别检测上述两种膜层的微观形貌、相组成、表面硬度和耐蚀性能。结果表明: 激光重熔后的膜层由内往外分为致密层、中间层和重熔层, 组织致密、气孔率低的重熔层取代了MAO疏松层, MAO+LSM膜层中α-Al2O3相的比例得到提高, 硬度和耐蚀性能也进一步得到改善, 且保持了MAO膜层与基体的结合方式。