溶质离子在镁合金微弧氧化膜形成过程中的作用

利用交流脉冲微弧氧化电源在NaF、NaCl和NaI三种电解液中对AZ31镁合金样品进行处理,采用SEM、XPD和XPS观察分析溶质离子对镁合金样品表面形貌、相组成及起弧前后微弧氧化膜层成分的变化。结果表明:微弧氧化现象只发生于NaF电解液中,起弧前样品表面的沉积膜为MgF2,起弧后膜层由MgF2和MgO两相组成;NaCl和NaI电解液中的两组样品既无微弧氧化现象发生,又未发现任何沉积膜层;微弧氧化初期阳极放电产生的金属阳离子与溶液中的阴离子形成沉积于样品表面的高阻抗膜层是微弧氧化过程进行的必要条件。     

镁合金表面超声滚压预处理对微弧氧化膜耐蚀性能的影响

镁合金基体首先进行超声滚压预处理后再进行微弧氧化镀膜,结合OM、SEM、EDS、XRD与电化学工作站(模拟体液PBS)对有无超声滚压处理的微弧氧化膜层性能进行测试分析,研究超声滚压处理对镁合金微弧氧化膜层性能的影响.结果 表明:超声滚压处理后镁基体表面粗糙度降低、晶粒细化且硬度提升;与镁合金直接微弧氧化的膜层相比,超声...     

铜钴镍离子对镁合金微弧氧化膜的影响

目的提高镁合金微弧氧化膜的耐蚀性。方法在Na_2SiO_3-NaOH-Na_2B_4O_7组成的电解液体系中,分别加入铜离子、钴离子和镍离子对AZ91D镁合金进行微弧氧化,研究离子种类和组成对膜层性能的影响。采用点滴实验测试膜层的耐蚀性,采用电化学工作站测试膜层的电化学性能,采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)对微弧氧化膜层的表面形貌和元素组成进行分析。结果电解溶液中加入钴离子、铜离子、镍离子后,镁合金微弧氧化膜的耐腐蚀性能均有提高。其中铜离子的影响最大,加入1.5 g/L的铜离子后,镁合金微弧氧化膜的点滴时间提高了77.3 s,膜层耐腐蚀性能显著提高。电化学测试结果得出,不加金属离子的氧化膜的腐蚀电流密度为1.092×10~(-5) A/cm~2,腐蚀电位为-1.487 V;加入钴、铜、镍离子浓度分别为2、1.5、3 mol/L时,腐蚀电流密度分别为3.912×10~(-6)、6.027×10~(-6)、2.167×10~(-6) A/cm~2,腐蚀电位分别为-1.412、-0.832、-1.047 V;加入金属离子制得的微弧氧化膜的腐蚀电流密度均降低了1个数量级,腐蚀电位不同程度地正移,其中加入铜离子后腐蚀电位提高了0.655 V。加入金属离子后,陶瓷膜表面空隙和孔洞数量不同程度地变浅和减少,增加了膜层的致密性和均匀性。结论电解液中添加一定量的铜、钴、镍离子均能够提高AZ91D镁合金微弧氧化膜层的耐蚀性,其中铜离子的效果最明显。     

镁合金微弧氧化膜层形成过程探讨

对镁合金微弧氧化膜层的形成过程以及形成过程中的工艺影响因素做进一步的探讨，得出微弧氧化膜层的形成是一种亚单层生长模型，它是“成膜→击穿→熔化→烧结→再成膜……”的多次循环过程。并且微弧氧化先期形成的主要是致密层，疏松层则主要是在后期形成。还研究了成膜电压、电流、电解液体系等工艺参数与膜层生成的关系，发现电压越高，得到的膜层越厚，而电流在20A/dm^2的电流密度下生成的薄膜具有较好的质量和性能，还发现在硅酸盐体系中形成的膜层在质量还是性能方面优于铝酸盐和磷酸盐体系中形成的膜层。     

电解液组分对AZ91D镁合金微弧氧化膜层耐蚀性的影响

在含有Na2SiO3、NaAlO2、Na2B4O7、NaOH、C3H8O3及C6H5Na3O7的硅铝复合电解液中,采用恒电流方式对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理。利用扫描电镜、膜层测厚仪、全浸泡试验和极化曲线等方法研究了陶瓷膜层的形貌特征、厚度以及耐蚀性能。结果表明,随着Na2SiO3、NaAlO2、Na2B4O7、NaOH、C3H8O3及C6H5Na3O7含量的增加,微弧氧化陶瓷膜层的耐蚀性基本均呈现出先提高后降低的变化趋势;经正交试验优化后,当电解液中Na2SiO3、NaAlO2、Na2B4O7、NaOH、C3H8O3和C6H5Na3O7的含量分别为15g/L、9g/L、2g/L、3g/L、5mL/L及7g/L时,膜层耐蚀性最好。经过微弧氧化处理后试样的腐蚀电流密度较镁合金基体降低了近2个多数量级,自腐蚀电位提高了近73mV,镁合金的耐蚀性能得到了显著提高。     

Mo-Zr合金烧结致密化行为及组织与性能研究

在含有不同氟离子浓度的硅酸钠电解液体系中,采用恒压微弧氧化技术对AZ31镁合金进行表面处理,通过XRD、SEM、EDS等研究镁合金表面微弧氧化膜层形貌和相结构特征,探讨氟离子对膜层形成的影响规律.研究结果表明:随着氟离子浓度的增加,膜层微孔数量逐渐减少,微孔孔径逐渐变大且分布均匀,但氟离子浓度过高时,膜层缺陷增多,出现微裂纹和局部孔径较大的微孔;微弧氧化膜层主要由MgAl2O4和MgSiO3组成,其含量随着氟离子浓度的变化而变化,当氟离子浓度范围为2～4 g/L时微弧氧化膜中MgAl2O4和MgSiO3的含量最高;动电位极化曲线表明微弧氧化膜的耐腐蚀性能也随之呈先增后减的趋势.     

电流密度对镁合金微弧氧化膜层性能的影响

在电流密度分别为3、6、9、12 A/dm2时,用微弧氧化的方法在碱性电解液体系中制备了镁合金微弧氧化膜,考察了不同电流密度对生成的氧化膜层厚度、硬度的影响规律;用XRD分析了氧化膜层的相结构;并采用NaCl溶液浸泡试验和中性盐雾试验,考察了氧化膜的耐蚀性能。结果显示:随着电流密度的增大,膜层的厚度、硬度均呈增加的趋势;陶瓷层主要由MgO、Mg2SiO4和非晶相组成;得到的氧化膜层具有优良的耐蚀性能。     

过电压对镁合金微弧氧化膜层性能的影响

采用自行研制的大功率微弧氧化电源在频率700 Hz、占空比20%的条件下进行微弧氧化实验:并测量陶瓷膜层的厚度,观察膜层微观形貌,通过盐雾试验来评定陶瓷膜层的耐蚀性.研究发现:随过电压的升高,镁合金微弧氧化膜层厚度增加,表面熔融物颗粒增大,膜层表面变粗糙,陶瓷层的耐蚀性呈先增加后降低的趋势;并且陶瓷膜层耐蚀性在过电压为100～150 V时较好,因此镁合金微弧氧化要选择适当的过电压.     

电流密度对镁合金微弧氧化膜层性能的影响

在电流密度分别为3、6、9、12A/dm2时,用微弧氧化的方法在碱性电解液体系中制备了镁合金微弧氧化膜,考察了不同电流密度对生成的氧化膜层厚度、硬度的影响规律;用XRD分析了氧化膜层的相结构;并采用NaCl溶液浸泡试验和中性盐雾试验,考察了氧化膜的耐蚀性能.结果显示：随着电流密度的增大,膜层的厚度、硬度均呈增加的趋势;陶瓷层主要由MgO、Mg2SiO4和非晶相组成;得到的氧化膜层具有优良的耐蚀性能.     

添加剂对AZ91D镁合金微弧氧化膜的影响

以铝酸钠和氢氧化钠为主要组元,分别添加蒙脱石、EDTA、阿拉伯树胶的电解液对AZ91D镁合金进行微弧氧化,并用sEM、EDS、XRD和动电位极化曲线分析其微观组织结构和耐腐蚀性.结果表明,3种膜层的表面呈蜂窝状微观形貌,陶瓷氧化膜中主要存在相有MgAl2O4、MgO和Mg2siO4.与AZ91D镁合金基体相比其耐蚀性均有不同程度提高,其中以蒙脱石添加后膜层的耐蚀效果最好.     

电参数对镁合金微弧氧化膜层生长的影响及耐蚀性研究

利用微弧氧化技术对AZ91D镁合金在硅酸盐和锆盐溶液中进行表面陶瓷化处理,发现电参数对膜层厚度有很大影响。并采用IM6e型电化学工作站,对微弧氧化镁合金进行电位极化曲线测量。通过电化学测量对微弧氧化镁合金的腐蚀行为进行分析。用处理好的镁合金进行腐蚀实验,用失重法和极化法测试其耐蚀性,发现电解液中锆元素会大大提高膜层的耐蚀性。同时通过XRD分析发现硅酸盐电解液中制备的陶瓷膜主要由Mg2SiO4、MgO和MgF2等相组成,锆盐电解液中制备的陶瓷膜主要由MgO、MgF2和ZrO2相组成。     

微弧氧化膜层对压铸镁合金拉伸性能的影响

利用自主开发的微弧氧化工艺处理了实际镁合金压铸试样,并探讨了微弧氧化膜层对镁合金基体拉伸性能的影响。研究发现,微弧氧化处理的镁合金压铸件试样表面的膜层厚度均匀、色泽均一;膜层含有MgO、MgAl2O4及Mg2SiO4等物相,且MgO含量随处理时间的延长而增加;处理时间合适时,膜层几乎不影响镁合金基体的拉伸性能,但随着处理时间的增加,由于膜层中存在的诸多缺陷而使基体的拉伸性能开始有所下降。     

葡萄糖对镁合金阳极氧化膜性能的影响

研究由NaOH、Na2SiO3、Na2B4O7组成的电解液体系中不同葡萄糖浓度对AZ31B镁合金阳极氧化膜性能的影响。通过电压—时间曲线、Cass盐雾试验、SEM、EDS、XRD、EIS和动电位极化曲线等考察阳极氧化膜的性能和表面形貌。结果表明:葡萄糖可以有效地抑制火花放电,使氧化膜致密,微孔分布均匀及孔径变小;与未添加葡萄糖所形成的氧化膜相比,添加葡萄糖所形成的氧化膜的自腐蚀电位正移,自腐蚀电流密度降低;当葡萄糖浓度为10 g/L时所制备氧化膜的耐蚀性能最优,其自腐蚀电位和自腐蚀电流密度分别为-1.265 V和1.55×10-8 A/cm2。     

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.     

工艺因素对镁合金微弧氧化膜层性能的影响

本文通过对镁合金微弧氧化膜制备中电流密度、电压、脉冲频率、占空比、电解液配方、浓度、温度、电导率、氧化时间等的分析,表明电参数和非电参数都是影响微弧氧化膜层形成、组织结构和性能的重要因素.     

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.     

电解液组分对镁合金微弧氧化成膜及膜层耐蚀性的影响

基于单纯形重心设计改变Na₂SiO₃、NaOH、KF和NaAlO₂ 4种组分的搭配,在AZ91D镁合金上进行微弧氧化处理,研究了电解液配方对膜层成膜及耐蚀性能的影响。结果表明,所得到的回归方程非常显著,预测精度高。帕累托分析显示,4种电解质均对膜层耐蚀性影响显著。通过响应面分析可知,增大主盐Na₂SiO₃或者NaAlO₂的浓度可以显著提高膜层的耐蚀性。但二者复合却不利于耐蚀性的提高。主盐对于提高膜层成膜性及耐蚀性至关重要。当电解液中无主盐时,膜层的成膜性及耐蚀性都很差。当电解液中含有主盐时,适当增加NaOH与KF的浓度,膜层耐蚀性提高。通过Pearson相关分析可知,膜层耐蚀性主要受致密度及孔隙率的影响,同时也受膜厚、物相等其他特征参量的影响。而电解液各组分通过影响上述微观结构特征参量从而影响膜层性能。     

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.     

ZM5镁合金微弧氧化膜的生长规律

研究了ＺＭ５铸造镁合金微弧氧化膜的生长规律,初步分析了氧化膜生长机理。初始阶段,氧化膜向外生长速度大于向内生长速度。达到一定厚度后完全转向基体内部生长。氧化膜具有表面疏松层和致密层两层结构,致密层最终可占总膜厚的９０％。     

ZM5镁合金微弧氧化膜的生产规律

研究了ＺＭ５铸造镁合金微弧氧化膜的生长规律,初步分析了氧化膜生长机理。初始阶段,氧化膜向外生长速度大于向内生长速度,达到一定厚度后完全转向基体内部生长。氧化膜具有疏松层和致密层两层结构,致密层最终可占总膜厚的９０％