AZ80镁合金表面冷喷涂铝/微弧氧化复合涂层耐蚀性能

采用冷喷涂技术在 AZ80 镁合金表面制备一层纯铝涂层,然后通过微弧氧化技术在纯铝涂层表面成功制备纯铝/氧化铝复合涂层.使用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X 射线衍射仪(XRD)分析涂层的表面和截面形貌、成分、相结构,并利用动电位扫描技术和电化学阻抗谱研究涂层在 3.5%NaCl(质量分数)溶液中浸泡不同时间(30 min和 7 天)的腐蚀行为.结果表明:浸泡 30 min后,纯铝涂层和纯铝/氧化铝复合涂层的腐蚀电流密度分别为 3.7×10－6 ,8.0×10－7 A·cm－2 ;浸泡 7 天后,腐蚀电流密度分别为 9.0×10－6 ,1.8×10－6 A·cm－2 ,纯铝/氧化铝复合涂层和冷喷涂铝涂层均能有效延缓镁合金基体腐蚀.其中,微弧氧化复合涂层的耐蚀性约为冷喷涂纯铝涂层的 5 倍,耐蚀性的进一步提高归因于微弧氧化陶瓷层优异的物理屏障作用.     

镁合金表面氧化石墨烯复合涂层的研究现状

镁合金具有密度小、阻尼减振降噪性好和导电性好等优点,是目前工程应用中最轻的金属结构材料.但镁合金电极电位低、易腐蚀的缺点,限制了其在工业上的应用.目前,表面涂层防护技术是提高镁合金耐腐蚀性最有效的方法之一.氧化石墨烯(GO)因具有显著的热学和阻挡性能,在金属保护等方面具有广阔的应用前景.基于GO 设计的涂层可以对腐蚀性介质提供良好的物理屏障,已成为防腐蚀涂层的候选材料之一.本文对单一组分的GO 纳米片本身存在团聚和相容性差等局限性问题提出了解决方案.主要回顾了GO 复合涂层制备方法和类型,总结了在镁合金防腐领域的最新研究进展,并深入分析了其保护机理.最后,对GO运用到的镁合金表面腐蚀防护涂层的未来发展趋势进行展望.重点阐述了镁合金表面氧化石墨烯复合涂层的制备方式以及种类,综合说明了镁合金表面氧化石墨烯涂层的研究进展以及腐蚀保护机制.     

微弧氧化-水滑石复合涂层的制备及其在AZ91镁合金防腐蚀中的应用

针对镁合金耐蚀性差的缺点,结合微弧氧化(MAO)、共沉淀和水热技术在AZ91镁合金表面构建了具有主动防护功能的微弧氧化-水滑石(MAO-LDH)复合涂层,以改善镁合金的耐蚀能力。利用SEM、XPS和XRD等方法对涂层的表面形貌和化学成分进行了表征;采用ICP研究了插层MoO₄^2-的释放行为;通过Tafel曲线和EIS考察了涂层的防腐蚀性能。结果表明:通过共沉淀法成功合成了MoO₄^2-插层的MgAl-LDH浆料;将MAO试样在MgAl硝酸盐浆料中水热36 h,其表面即可沉积均匀连续的LDH膜,该膜可有效封闭MAO膜表面的微孔。在含有Cl^-的腐蚀介质中,插层的MoO₄^2-能够与Cl^-发生置换而释放。在3.5%(质量分数) NaCl溶液中的浸泡试验表明:MAO-LDH复合涂层具有优异的防腐蚀能力,144 h后仍能为镁合金基体提供有效的防护。     

镁合金表面微弧氧化陶瓷涂层的制备及耐蚀性能

利用微弧氧化法,在微弧氧化反应电解质中加入氟钛酸钾和GR/TiO_2粉末,在镁合金表面制备了MAO-GR/TiO_2涂层。采用SEM和FT-IR分别对GR/TiO_2粉末的表面形貌和结构进行了研究,用SEM、XRD和元素线扫描对MAO-GR/TiO_2涂层的表面形貌、相结构和元素分布进行了研究,用三电极技术对MAO-GR/TiO_2涂层的耐腐蚀性能进行了研究。结果表明,通过溶胶-凝胶法可将纳米TiO_2接枝到GO表面,生成GR/TiO_2粉末;MAO-GR/TiO_2涂层主要由Mg_2TiO_4相、Mg_3(PO4)_2相、Mg和MgO相组成;以界面为分界线,涂层一侧Ti、P和O元素高于基体一侧,基体一侧Mg元素高于涂层一侧;MAO-GR/TiO_2涂层的腐蚀电位为-0.723 V,腐蚀电流密度为8.96×10~(-8) A/cm~2,相比镁合金基体和MAO涂层,腐蚀电位提高了48.3%和36.7%,表明MAO-GR/TiO_2涂层可以显著提高镁合金基体的耐蚀性能。     

AZ91D镁合金阴极电泳漆改性前后的膜层性能

为了提高AZ91D镁合金磷化-阴极电泳层的耐蚀性能,采用分散的纳米SiO2改性阴极电泳漆。结果表明:改性后的漆膜表面有较均匀的小突起,有利于提高其与基体的附着力、漆膜的硬度及抗冲击性能;改性后的漆膜耐蚀性明显优于未改性漆膜。     

蓖麻油-SiO2复合改性AZ91镁合金环氧有机涂层防腐性能研究

采用化学浸渍法在AZ91镁合金表面制备磷酸盐转化膜,继而进行环氧有机涂层制备,在环氧涂层中,分别添加了不同用量的纳米二氧化硅(SiO_2)和蓖麻油。并对制得的蓖麻油-二氧化硅复合改性AZ91镁合金环氧有机涂层进行表征,考察了蓖麻油和纳米SiO_2加入量及两者共同改性对复合有机涂层防腐性能的影响。结果表明,在蓖麻油添加量为3%(wt,质量分数),纳米SiO_2用量为1%(wt,质量分数)条件下,两者共同改性的复合环氧有机涂层的腐蚀电位达到-0.732V,阻抗可达到220.5MΩ,对基底具有较好的防护作用。     

电解液组成对AZ91D镁合金微弧氧化的影响

在含有NaAlO2、KF的电解质溶液中,采用恒电流方式对AZ91D镁合金进行微弧氧化获得陶瓷膜.研究了电解液组分及浓度对陶瓷氧化膜厚度及表面形貌的影响,同时,采用动电位极化曲线及电化学交流阻抗评价了陶瓷氧化膜的耐蚀性.研究发现:NaAlO2单独存在时即可产生火花放电现象,但得到的氧化膜较薄;氟化钾的加入可以显著增加氧化膜厚度,膜厚的增长速度与氟化钾的加入量呈线性关系.SEM表面形貌分析表明:电解质浓度较低时产生的氧化膜宏观上较粗糙、微观上颗粒结合紧密;高浓度时得到的氧化膜宏观上细致光滑,微观上存在明显的孔洞和放电隧道,呈熔融状态结合在一起.动电位极化曲线及电化学交流阻抗的测试一致表明,经微弧氧化处理后的镁合金耐蚀性显著提高.     

AZ91D镁合金表面无铬转化膜/杂化复合涂层的耐蚀性能

溶胶凝胶法制备的涂层性能优良,采用溶胶凝胶法、以正硅酸乙酯为主制备性能优良的涂层技术已很成熟,但用于镁合金的防护鲜有报道。为了提高AZ91D镁合金的耐蚀性能,先在其表面制备了无铬钼酸盐转化膜,然后采用有机/无机杂化溶胶凝胶的方法在转化膜表面制备杂化涂层,从而得到转化膜/杂化复合涂层。对复合涂层进行了红外光谱分析,并用扫描电镜(SEM)观察了其微观形貌,同时也对其进行了极化曲线和电化学阻抗谱分析。结果表明:二氧化硅和有机硅氧键通过溶胶凝胶反应,无机和有机间呈网络结构穿插在一起;复合涂层表面平整均匀,无开裂现象;转化膜层和转化膜/杂化复合涂层都可提高镁合金的耐蚀性,但后者的效果更加明显。     

石墨烯浓度对AZ31镁合金车板表面MAO涂层组织演变的影响

通过超声分散获得石墨烯分散液,添加到锆盐体系电解液中,采用微弧氧化技术,在AZ31镁合金表面制备微弧氧化膜.采用扫描电镜、能谱仪对MAO涂层微观结构进行分析,采用X射线衍射对MAO涂层物相组成进行分析,采用电化学工作站测量MAO涂层在3.5％ NaC1溶液中的极化曲线,并对其耐蚀性进行分析.结果 随着石墨烯浓度增加,M...     

Microstructure of Cu-based Amorphous Composite Coatings on AZ91D Magnesium Alloy by Laser Cladding

To improve the sliding wear resistance of AZ91D magnesium alloy,Cu-based amorphous composite coatings made of Cu47Ti34Zr11Ni8 and Cu47Ti34Zr11Ni8+20 wt pct SiC powders were fabricated on AZ91D magnesium alloy by laser cladding,respectively.SEM(scanning electron microscopy),EDS(energy dispersive X-ray spectroscopy),XRD(X-ray diffraction) and TEM(transmission electron microscopy) techniques were employed to study the phases of the coatings.The results show that the coatings mainly consist of amorphous phase a...     

汽车用镁合金铈盐改性硅烷复合膜的耐蚀性

目前镁合金表面稀土-硅烷化改性多采用复合工艺,简单硅烷化处理研究较为少见。将不同含量的硝酸铈直接添加到KH-550硅烷溶液中,应用简单化学浸渍法在AZ91D压铸镁合金表面制备了铈盐改性硅烷复合膜;通过点滴腐蚀试验、全浸腐蚀试验和电化学交流阻抗谱评价了铈盐改性复合膜的耐蚀性能,利用扫描电子显微镜和椭偏仪分析了铈盐改性复合膜的表面微观形貌和厚度。结果表明:与硅烷膜相比,铈盐改性硅烷复合膜较均匀、致密、平整,厚度明显增加;随着硝酸铈含量的增加,铈盐改性硅烷复合膜的耐蚀性能先上升后下降,当硝酸铈掺杂量达到0.50 g/L时,复合膜的耐蚀性能最佳;随盐水浸泡时间的延长,复合膜的低频阻抗值先增大后减小,表明其具有一定的"自修复"能力。     

AZ91D镁合金表面钙系磷酸盐膜层的制备及其耐蚀性

为了降低AZ91D镁合金活泼的化学性质,使其成为耐蚀性更好的医用金属材料,在不同pH值及反应温度等条件下对AZ91D镁合金进行钝化,观察了不同条件下制备的膜层的表面形貌、元素构成,并测试了其电化学性质,研究了磷化的pH值和温度对磷化膜性能的影响。结果表明:磷化液的温度及pH值对磷化膜性能有重要影响,当pH值为2.8,温度为40℃时,制备的磷化膜为针状鳞片、尺寸均一,膜层覆盖最为致密细腻,表面膜层中主要生成了CaHPO_4·2H_2O化合物,即DCPD,还有少量Ca_3(PO_4)_2,膜层在AZ91D表面形成了稳定的钝化层,有效降低了其化学活泼性,大幅提高了其耐蚀性。     

Compressive Deformation of Semi-Solid AZ91D Magnesium Alloy

The compression tests of semi-solid AZ91D Mg alloy have been conducted on a parallel-plate viscometer. The results are as follows. With increasing the compression temperature, the deformation rate or the strain rate of the specimens rises, but the compressive stress continuously decreases; the deformation strain is obviously linear with the compressive stress and independent on compression temperature under a given compression load. In the wake of the compression load being added, the compressive strain increases but the compressive stress decreases clearly; the deformation strain is obviously linear with the compressive stress under different compression load. The mathematical apparent viscosity model about the semi-solid compressed AZ91D Mg alloy has been established, i.e. ηapp=2004.2exp(15.61fs)γ1.317fs-1.3511.     

AZ91D镁合金的触变成形及其磨损性能的研究

研究了加热时间和模具预热温度对AZ91D镁合金触变成形性、组织和磨损性能的影响。结果表明,适合AZ91D镁合金触变成形的最佳加热时间为90min(在585℃),模具预热温度为350℃;在此工艺条件下,初生相颗粒较圆整、粒度较小,组织最致密,相应地,其耐磨性也最好;与金属型铸造相比,明显地提高了耐磨性。     

压铸态AZ91D镁合金搅拌摩擦焊接头微观组织研究

采用搅拌摩擦焊工艺对4mm厚的压铸态AZ91D镁合金进行对接工艺实验,搅拌头旋转速率1500r/min,焊接速率120mm/min;使用光学显微镜和扫描电镜对焊接接头微观组织进行了研究。结果表明:焊缝外观成形美观,但内部存在贯穿型隧道状孔洞缺陷;焊核区为典型的变形-再结晶组织,为细小、均匀的等轴晶;机械-热影响区为变形-部分再结晶组织,热影响区组织形貌与母材相近但伴有轻微的长大现象;焊核区与机械-热影响区的过渡具有以下特征:在前进侧呈现"突变"特征,在后退侧呈现"渐变"特征。     

Effect of Holding Time on Thixotropic Fluidity of Semi-solid AZ91D Magnesium Alloy

To investigate the thixotropic fluidities, microstructures and mechanical properties of semi-solid AZ91D magnesium alloy during reheating, a self-made die set with channels of different sizes were used. The results show that critical forming forces and maximal forming forces could be obtained and related to the holding times in the semi-solid forming process. In the holding time of 0-2700 s, with increasing the holding time, maximal forming force decreased sharply and critical forming force decreased slowly. In the whole thixotropic flowing process, the filling-in was steady and the surface fineness was good. The forming force increased when the slurry changed the flowing direction or flowed from the big-diameter chamber to the small-diameter one. The tensile strength and elongation to failure of the sample after holding time for 2700 s, compared to as-cast sample, are increased by approximately 42.7% and 180%, respectively, and the fractured surfaces presented dimple-like pattern.     

镁合金微弧氧化膜结构及耐蚀性的初步研究

空气中由于AZ91D镁合金耐腐蚀性差,影响实际应用.为了弄清腐蚀原因,增加应用效果,作者利用扫描电镜和X射线衍射分析了AZ91D镁合金表面微弧氧化膜的形貌、结构和相组成,并对氧化膜的耐蚀性作了初步试验分析.研究表明,AZ91D微弧氧化膜呈3层结构,外层氧化膜存在一些孔洞;中间层氧化膜疏松、具有较大厚度;内层氧化膜与基体金属结合紧密.氧化膜主要由MgO,MgSiO3,MgAl2O4,Mg3(PO4)2组成.经1周3%NaCl溶液浸泡试验,结果表明微弧氧化膜可以较大程度地提高AZ91D镁合金的耐蚀性,但氧化膜表面富含Si,P的颗粒是易发生腐蚀的电化学活性点,导致氧化膜发生局部腐蚀.     

Improvement on the Corrosion Resistance of AZ91D Magnesium Alloy by Aluminum Diffusion Coating

By combination of magnetron sputtering deposition and vacuum annealing, an aluminum diffusion coating was prepared on the substrate of AZ91D alloy to improve its corrosion resistance. The microstructure and composition of the diffusion coating was investigated by scanning electron microscopy and X-ray diffraction. The diffusion coating was mainly comprised of β phase-Al12Mg17. The continuous immersion test in 3.5 wt pct neutral NaCl solution indicated that the specimen with diffusion coating had better corrosion resistance compared with the bare AZ91D alloy specimen. The potentiodynamic polarization measurement indicated that the diffusion coating could function as an effectively protective layer to reduce the corrosion rate of AZ91D alloy when exposed to 3.5 wt pct NaCl solution.     

Si对AZ91D镁合金显微组织与力学性能的影响

利用光学金相显微镜OM和XRD分析了加入微量Si的AZ91D合金显微组织和相组成,测试了合金室温拉伸力学性能和硬度,利用SEM分析了合金拉伸断口形貌.结果表明,加入一定量Si后AZ91D合金组织中形成汉字状Mg2Si相,富集于固液界面前沿,阻碍α-Mg基体的自由长大,从而细化合金铸态组织;汉字状Mg2Si相的存在导致合金力学性能的降低;AZ91D合金室温拉伸断口是以解理断裂为主的脆性断裂,加入Si后,断裂常发生于α-Mg基体和汉字状Mg2Si相间的界面处.