铝合金镁合金微弧氧化陶瓷层的形成机理及性能

利用扫描电镜(SEM)、盐雾腐蚀试验及对比磨损试验等分析手段研究了铝合金、镁合金微弧氧化陶瓷层的形成机理、镁合金微弧氧化陶瓷层耐蚀性及铝合金微弧氧化陶瓷层耐磨性。研究结果表明,镁合金微弧氧化陶瓷层的耐蚀性优于铬化处理,铝合金微弧氧化陶瓷层的耐磨性优于电镀硬铬涂层。     

镁合金微弧氧化膜层结构

在硅酸盐碱性溶液中，采用恒电流控制模式，在电流密度为20A／dm^2时，以镁舍金AZ91为基体制备微孤氧化薄膜。利用X射线衍射分析手段对制得的微孤氧化膜层进行相结构分析，通过扫描电子显微镜对氧化膜层的表面、横截面及断口等进行研究，还探讨了表面疏松层和致密层的形成机制。研究结果表明：制得的镁舍金微孤氧化膜由MgO，MgSiO3和MgAl2O4等相组成；微孤氧化膜层由表面疏松层和致密层构成；镁合金微孤氧化形成的表面疏松层为多孔结构，这种孔呈网络结构分布；而形成的致密层结构非常致密，没有发现孔洞，而且它和基体的结合非常紧密；表面疏松层和致密层是经过“成膜→击穿→溶化→凝固→烧结……”等一系列循环过程形成的。     

铝合金微弧氧化陶瓷层的耐磨性

应用微弧氧化这一高新表面改性技术在LY12铝合金表面形成陶瓷膜层，并对其在常温下的耐磨性能进行了对比测试与分析。实验结果表明，微弧氧化陶瓷膜层的表面磨损外观比较均匀，磨损痕迹也比较轻微，其表而硬度达到2500HV，是基体的10倍以上。由此可见，微弧氧化技术大大改善了铝合金表面耐磨特性和硬度。     

不同电压下制备等厚微弧氧化膜层的能耗及膜层的耐蚀性

首先对硅酸盐体系中的AZ91D镁合金进行微弧氧化处理,然后通过调节电压制备厚度均为25 μm和厚度均为40 μm的两组微弧氧化膜层,并针对这两组等厚度膜层的制备时间、能耗、质量厚度比及耐蚀性随电压的变化规律等进行对比研究.结果表明:随着电压的增大,两组等厚度膜层的制备时间均缩短,能耗均降低.相对于厚度均为25 μm的膜层,厚度均为40 μm的膜层的制备时间更长、能耗更大,同时因40 μm膜层较低的致密性,其在氯化钠介质中的耐蚀性较差,但其较厚的厚度使得膜层在硝酸介质中显现出更为优异的耐蚀性能.     

稀土氧化镨对氧化镁陶瓷的性能影响

采用氧化镁（MgO）粉末为原料,稀土氧化镨（Pr₆O₁₁）作为添加剂,聚乙烯醇（PVA）为粘结剂,干压成型后常压烧结制得氧化镁陶瓷材料。其成型烧结温度为1 580 ℃并保温3 h,然后检测MgO陶瓷的物相、烧结性能、硬度、表面形貌及抗热震性能等。添加不同添加量的稀土Pr₆O₁₁并探究其对MgO陶瓷材料烧结、硬度及抗热震性能的影响。结果表明： Pr₆O₁₁对MgO陶瓷材料的烧结性能（密度和收缩率）有一定增强效果但增幅不大;而其对MgO的硬度和抗热震性增强效果显著,当稀土Pr₆O₁₁的添加量ω为8%时,MgO陶瓷的硬度和抗热震次数最高,分别为60.2 HRA和17次。     

电参数对铝合金微弧氧化陶瓷层结构特性的影响

采用微弧氧化技术,利用Na2SiO3-NaOH-(NaPO3)6溶液,在LY12表面形成了微弧氧化陶瓷层.研究了微弧氧化电参数:电流、占空比、频率对陶瓷层的生长速率、组织形貌的影响.结果表明,大电流密度虽有利于陶瓷层生长,但不利于致密型陶瓷层的制备;占空比和频率对陶瓷层生长速度无明显影响,但占空比越小、脉冲频率越大,陶瓷层表面形成的微孔也较小,陶瓷层较为致密.     

铝酸钠浓度对镁微弧氧化膜组织与性能的影响

在NaAlO2溶液中于恒压条件下对镁进行了微弧氧化处理，研究了NaAlO2浓度对微弧氧化膜表面形貌、相组成和表面硬度的影响，并对不同NaAlO2浓度下所得的微弧氧化膜的耐蚀性进行了表征．结果表明：随着NaAlO2浓度的升高，微弧氧化膜表面的孔洞明显减少，致密性增强，表面硬度显著提高；微孤氧化膜主要由MgO和MgAl2O4相组成，随着NaAlO2浓度的升高，MgAl2O4相所占的比例逐渐增大；在质量分数为3．5％的NaCl溶液中，随NaAlO2浓度升高，所得微弧氧化膜的腐蚀电位逐渐增高，表明耐蚀性逐渐增强，与未处理的试样比较，其耐蚀性有较大提高．     

纯铝表面ZrO2复合微弧氧化膜层制备及性能研究

 以纯铝为基材,在微弧氧化电解液中添加不同含量的纳米ZrO₂颗粒进行微弧氧化,制备了ZrO₂复合微弧氧化膜层。采用SEM 和EDS 观察并分析微弧氧化复合膜层表面形貌和膜层成分,研究不同含量纳米ZrO₂颗粒的添加对微弧氧化复合膜层硬度和耐蚀性的影响。结果表明,微弧氧化膜及其复合膜层表面粗糙不平,纳米ZrO₂颗粒的添加使得微弧氧化复合膜层裂纹减少,孔径减小,硬度和耐蚀性提高。     

乳酸钠对镁合金微弧氧化膜层性能的影响

在NaAlO2、KH2PO4复合体系中添加不同浓度的乳酸钠对镁合金进行微弧氧化处理,研究了陶瓷层生长速率随乳酸钠浓度的变化规律,并对陶瓷层采用扫描电镜进行表面形貌观察;利用X射线衍射仪对膜层相组成进行分析,用电化学工作站进行动电位极化曲线测试.结果表明:乳酸钠浓度为3 mL/L时所获得的膜层致密性较好并具有最佳的耐蚀性.     

铝合金微弧氧化陶瓷膜的组织与性能研究

利用等离子体微弧氧化工艺在LY12合金表面制备了陶瓷膜,对陶瓷膜微观组织结构、力学性能进行了分析。结果表明,陶瓷膜具有内部致密层和外部疏松层两层结构,膜层与铝基体为冶金结合。陶瓷膜的硬度和弹性模量硬度和弹性模量最大可分别达到25 GPa和300 GPa,陶瓷膜经300℃—15℃热冲击循环40次无裂纹、无膜层脱落现象。黑色陶瓷膜与轴承钢在空气中的摩擦系数为0.25—0.37,表现出良好的耐磨性能。     

镁合金微弧氧化的电解液组分研究

利用交流微弧氧化装置对AZ91D镁合金在1组分、2组分、3组分和4组分电解液中进行了微弧氧化处理,并通过电化学测试技术研究了微弧氧化处理后膜层的耐蚀性能.实验结果表明:能显著提高镁合金耐蚀性能的微弧氧化电解液,多为含NaAlO2组分的碱性溶液;电解液中添加H2O2和C4H4O6Na2等组分,可进一步提高膜层的耐蚀性.微弧氧化处理后,膜层表面光滑、均匀、致密,并由尖晶石结构的MgAl2O4相和MgO相组成.NaAlO2组分的存在,能与膜层中的MgO相在微弧氧化过程中一起烧结形成具有尖晶石结构的MgAl2O4耐蚀相,从而提高镁合金的耐蚀性能.     

铝酸盐体系中镁合金微弧氧化膜的性能

利用交流微弧氧化装置对铝酸盐体系中的AZ91D镁合金进行了微弧氧化处理，并通过扫描电镜、表面性能测试仪和电化学测试技术等研究了氧化时间和电流密度对微弧氧化膜层表面形貌、厚度、耐蚀性、摩擦磨损性能和结合力的影响．实验结果表明，随着氧化时间和电流密度的增大，在铝酸盐体系中镁合金微弧氧化膜层表面微孔的数量减少，但微孔直径和表面粗糙度增大．微弧氧化膜层的厚度约为4-16μm；膜层与基体的结合力均在20N以上．微弧氧化膜层的耐磨性和耐蚀性随氧化时间和电流密度的增大呈先升高后降低的趋势．镁合金在铝酸盐体系中微弧氧化处理的最佳工艺为氧化时间40min、电流密度0．20A／cm^2.     

镍铬合金表面的微弧氧化陶瓷膜对镍离子析出的影响

采用微弧氧化技术, 以NaAlO₂和Na₅P₃O₁₀为电解液体系, 在镍铬合金表面制备微弧氧化陶瓷膜, 研究镍铬合金表面形成的微弧氧化陶瓷膜对镍离子析出的影响.  用扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射(XRD)对膜层进行表征,     用等离子体发射光谱仪及电化学方法检测成膜前后镍铬合金中镍离子在人工唾液中的析出量及合金的耐腐蚀性能. 实验结果表明, 镍铬合金表面形成的主晶相为γ-Al₂O₃的微弧氧化陶瓷膜可有效阻止镍离子析出, 提高了镍铬合金的耐腐蚀性能.     

AZ91D铸造镁合金交流脉冲双极微弧电沉积陶瓷膜

利用交流脉冲方法在AZ91D铸造镁合金表面成功实现阴、阳极微弧电沉积陶瓷膜,并使用SEM和xRD等手段对陶瓷膜的厚度、组织形貌、成分、结构和耐蚀性作了相应研究分析.结果表明,应用交流脉冲方法不仅能够在AZ91D铸造镁合金上实现阴、阳双极微弧电沉积陶瓷膜,同时在阴、阳极陶瓷膜中电沉积有稀土元素Ce.通过比较动电位扫描极化曲线和交流阻抗分析发现阴、阳极微弧氧化处理后AZ91D镁合金的耐蚀性得到显著提高.     

铝合金微弧氧化技术

介绍了铝合金的微弧氧化技术的研究现状,阐述了在电解液中高压脉冲电场作用下铝合金表面Ａｌ２Ｏ３陶瓷层于不同时间段的形成条件和生成机理,及与现行铝合金表面处理工艺相经可能应用的领域。     

LF4合金在磷酸盐-氢氧化钠溶液中的微弧氧化

在磷酸盐混合体系中对LF4合金进行微弧氧化,制得了厚达90μm、显微硬度超过1200HV的陶瓷氧化膜。采用电子能谱（EDS）、X射线衍射（XRD）和扫描电镜(SEM）等表面分析方法综合分析了膜层的成分、形貌及结构,并初步讨论了LF4合金微弧氧化膜的形成过程。     

铝合金微弧氧化陶瓷膜的微观结构和耐蚀性

采用非对称方波输出模式的恒流交流电源,利用微弧氧化方法在铝合金表面沉积Al2O3陶瓷膜,考察了微弧氧化工艺参数(电流密度、处理时间)对膜层微观结构和耐蚀性的影响.结果表明:工艺参数对膜层组织结构和性能的影响存在较佳的范围,即氧化时间为15-20min,电流密度在20A/dm2左右;氧化时间过短时,试样表面存在陶瓷膜未完全覆盖的区域,而当电流密度过大时,膜层表面将会出现大量的显微裂纹,导致膜层性能大幅度降低;在恒流非对称方波输出模式下,工艺参数对膜层的相组成影响不大,微弧氧化膜层由晶态Al2O3和非晶态Al2O3组成.     

Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.3Si合金微弧氧化处理工艺研究

通过研究微弧氧化的工艺条件,制备具有生物活性的陶瓷膜,得到适宜于制备多孔生物活性膜的电解液配方,其中(CH3COO)2Ca?H2O的浓度为0.1mol/L、NaH2PO4?2H2O的浓度为0.06~0.2 mol/L,脉冲电压为400V~500V。结果表明,随电解液浓度的增加,起弧电压降低,陶瓷层孔隙率最大达到17.58%,脉冲电压在400V~500V之间时,表面涂层中锐钛矿相TiO2最大,且无微裂纹产生。采用该微弧氧化工艺,合金表面制备的陶瓷膜具有分布均匀的多孔结构。     

微弧氧化对7050铝合金腐蚀行为的影响

采用微弧氧化(MAO)技术在7050铝合金表面制备了陶瓷膜层,运用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)表征陶瓷膜微观结构,采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)和慢应变速率拉伸试验(SSRT)研究了微弧氧化膜对7050铝合金在3.5%(质量分数)NaCl水溶液中腐蚀和应力腐蚀开裂(SCC)行为的影响.结果表明:微弧氧化膜层由表面疏松层与内部致密层组成,表面疏松层主要由Al2O3组成,内部致密层由氧化铝与铝烧结而成.微弧氧化膜层可以有效抑制7050铝合金表面的腐蚀萌生及明显降低腐蚀速率,且使7050铝合金的应力腐蚀敏感性出现显著下降.