电流密度对铝合金微弧氧化陶瓷膜显微硬度影响的研究

采用微弧氧化技术在铝合金上制备了陶瓷膜.借助于先进的结构和表征手段,系统地研究了阳极电流密度ja和阴/阳极电流密度比jc/ja对铝合金微弧氧化陶瓷膜显微硬度的影响,实验结果表明,对于不同的jc/ja,陶瓷膜的显微硬度都随ja的变化而出现一个峰值,且不同jc/ja的峰值大小(显微硬度)和对应的ja有所不同.当ja=15A/dm2,jc/ja=0.7时,所制备的陶瓷膜显微硬度最高为4300HV.SEM和抗点腐蚀研究表明,jc/ja对陶瓷膜的微观结构和耐腐蚀性能影响很大.     

处理时间对铝合金微弧氧化陶瓷膜特性的影响

为了研究恒定电流密度下铝合金微弧氧化陶瓷膜的特性随处理时间的变化规律,在工作电流密度设定为25 A/dm2时制备了处理时间分别为1、3、5、10、20、30 min的样品共6块,并采用光学显微镜、显微硬度计、表粗糙度测量仪和SEM等手段对氧化陶瓷膜的形成机理进行了研究.结果表明,陶瓷膜表面呈圆饼状结构,圆饼的中心存在一个放电通道;膜的厚度、表面粗糙度、圆饼和放电通道的直径随处理时间线性增加;陶瓷膜的显微硬度与处理时间密切相关.     

电流密度对MB8镁合金微弧氧化膜耐蚀性的影响

微弧氧化处理镁合金是一种有很大潜力的镁合金表面处理方法.采用碱性硅酸盐体系,讨论了电流密度(20,30,40,50 mA/cm2)对MB8镁合金表面微弧氧化膜耐蚀性能的影响,利用扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD)和电化学方法对膜层的表面形貌、相组成及动电位极化曲线进行了分析.结果表明:电流密度越大,膜层的生长速度越快,晶化程度越高,陶瓷层表面致密度下降,孔径增大,腐蚀电流密度先下降后上升,呈现出的熔融状态逐渐明显.因此可推断出膜层的耐蚀性能并不单由膜层的总厚度决定,还取决于膜层的致密程度,随着电流密度的升高呈先增大后减小的趋势.     

6061铝合金微弧氧化陶瓷膜的生长动力学及性能分析

研究了6061铝合金微弧氧化陶瓷膜的生长规律,分析不同膜厚度下膜层截面组织、成分和相组成,并测量了氧化膜显微硬度分布和电化学腐蚀特性.氧化膜生长分为3个阶段,随着氧化时间的延长,膜层由向外生长逐渐过渡到向内生长,其表面粗糙度线形增加.氧化膜由α-Al2O3、γ-Al2O3和SiO2非晶相构成,SiO2相主要分布在外部疏松层里.显微硬度极大值随膜厚增加而增大,硬度值同α-Al2O3的相对含量密切相关.6061铝合金经过微弧氧化处理后抗腐蚀能力得到很大提高.     

铝合金微弧氧化电流密度的临界条件研究

为了改进微弧氧化能耗高、处理效率低的问题,以6061变形铝合金为试验材料,2%磷酸盐溶液为导电介质,在25 ℃下,利用MAO200/750微弧氧化设备对微弧氧化的电流密度和起弧时间、起弧电压和试样面积、起弧电压与占空比以及起弧时间与占空比等之间的关系进行了研究.结果表明:本工艺条件下,铝合金微弧氧化的临界电流密度为0.2 A/dm2;起弧电压随试样面积的增加而呈正比增加;起弧时间随着占空比的减小而缩短;占空比越小,起弧电压越高.     

Mg元素对铝合金微弧氧化陶瓷膜的影响

选择磷酸盐为主要成分的复合电解液体系,用微弧氧化方法对3种常用的商业铝合金物陶瓷膜分别用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射等探讨了铝合金中元素Mg对陶瓷层的组织形貌、元素分布和相组成的调制作用,并借助硬度、摩擦磨损测试评价了膜层的性能。结果表明膜的相结构主要为γ-Al2O3,α-Al2O3和AlPO4,并含有少量Mg、Cu、Zn、W元素;随着Mg含量的增加表面组织更加细密,膜层中大尺寸缺陷减少;膜层中α-Al2O3含量随Mg含量的增加逐渐减少,当Mg含量接近2.5%时,膜层中只剩下γ-Al2O3;硬度与摩擦磨损测试显示Mg含量的增加导致硬度和耐磨性能下降。     

电流密度对铸造铝合金微弧氧化膜微观结构及性能的影响

为了进一步提高高铁接触网铸造铝合金的硬度、耐磨性及耐腐蚀性,在硅酸盐体系中以不同的电流密度对ZL101铸造铝合金进行微弧氧化。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、电化学测量系统、摩擦磨损试验等研究了微弧氧化膜的微观结构与性能。结果表明:电流密度对微弧氧化膜层的结构与性能有着较大的影响,在最佳范围30~35 A/dm~2内,随着电流密度的增加,膜的硬度提高,耐蚀性与耐磨性也不断提高;电流密度过小时,膜层太薄,耐蚀性差,耐磨性与硬度小;电流密度过大时,膜层表面粗糙且会出现较多微裂纹而影响涂层性能。     

阴/阳极电压对钛合金微弧氧化膜特性影响的研究

在Na2CO3-Na2SiO3溶液中,采用正负不对称交流微弧氧化电源在钛合金上制备出了多孔金红石TiO2薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)分别研究了钛合金微弧氧化陶瓷膜的相组成和微观结构,实验结果表明,氧化膜主要由大量金红石和少量锐钛矿TiO2组成;膜表面布满了尺寸不到4μm的小孔,膜截面没有明显的疏松层和致密层之分.对微弧氧化样品在3.5%NaCl溶液中的抗点腐蚀测试表明,阴极峰值电压与样品的耐腐蚀性能密切相关,当阴、阳极峰值电压和处理时间分别为45、320V和30min所制备的钛合金微弧氧化样品其抗点腐蚀能力最强.     

6063铝材微弧氧化最佳电流密度和槽液温度的探讨

目前的铝合金微弧氧化工艺存在电流密度高、槽液温度范围窄等不足,使其应用受到了限制.为此,从铝材低电流密度和宽槽液温度方面研究了6063铝材的微弧氧化工艺,探讨了微弧氧化工艺中电流密度及槽液温度对起弧电压、起弧时间及膜层厚度等的影响.结果表明,同等条件下,电流密度越大,则起弧电压越低,起弧时间越短,膜层越厚;槽液温度越高,则起弧电压越低,起弧时间越短,膜层越厚;在10 min内,得到12μm厚度的膜层,同等时间内比普通阳极氧化膜厚提高4倍;微弧氧化膜的表面显微硬度相对6063铝材高7倍以上.     

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.     

镁合金阳极氧化及其耐腐蚀性研究

采用正交试验,开发出一种新型环保型镁合金阳极氧化的电解液配方,此工艺下形成的阳极氧化膜有良好的耐腐蚀性,其自腐蚀电流密度为0.1586μA/cm2,电解液的pH值是影响氧化膜耐腐蚀性的主要因素。采用EDAX、XRD、SEM对阳极氧化膜的成分、结构和形貌进行了研究,分析了氧化膜具有良好耐腐蚀性的原因。氧化膜主要由MgO组成,另外还含有Al和Si的复合氧化物,SEM结果显示氧化膜与基体的结合良好。     

电流密度和添加剂对镁合金电化学磷化膜耐蚀性的影响

电化学磷化可以快速获得磷化膜,提高镁合金的耐蚀性,目前就电化学磷化工艺条件对膜层的影响研究尚不深入。为此,采用扫描电镜和电化学方法研究了电流密度和添加剂对镁合金电化学磷化膜耐蚀性的影响。结果显示：电流密度为4．oA／din。时基础磷化液中所得磷化膜表面致密均匀,具有良好的耐蚀性;以0．5g／L酒石酸和5．Og／L磷酸二...     

染色和封孔对铝阳极氧化膜结构和耐蚀性的影响

目前,染色和封孔对铝阳极氧化膜的结构和耐蚀性的影响尚不清楚,且有机染色工艺还不够好。采用200 g/L H2SO4电解液在高纯铝表面制备了综合性能良好的阳极氧化膜,通过含芳香烃的有机偶氮染色剂DLM2203和DLM2707对铝阳极氧化膜进行染色处理,用沸水对染色膜进行封孔处理。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪等分析铝阳极氧化膜及染色膜的表面形貌和相组成,并采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱等分析铝阳极氧化膜和染色膜的耐蚀性能。结果表明:铝阳极氧化膜染色均匀,表面平整;染色膜经过沸水封闭处理后,其外观颜色变浅;铝阳极氧化膜经染色处理后,厚度和显微硬度都略有增大;沸水封闭导致染色膜厚度略有增大,而显微硬度减小;铝阳极氧化膜的部分孔洞可被DLM2203染色剂充分吸附而成功染色;DLM2707有机染色剂对铝阳极氧化膜有一定的腐蚀作用;铝阳极氧化膜和2种染色膜的相组成相同;偶氮染料分子可以吸附在铝阳极氧化膜的多孔结构内与表面上;染色膜的腐蚀电流密度相对于高纯铝降低了4个数量级,耐蚀性能较好;铝阳极氧化膜与染色膜的阻抗值均处在同一数量级上,耐腐蚀性能基本相近。     

铝合金阳极氧化对氧化膜显微硬度和粘接性能的影响

为了获得膜层显微硬度和粘接强度都较高的铝合金阳极氧化工艺,通过阳极氧化在2024铝合金表面制备氧化膜,根据正交试验来确定氧化工艺参数对铝合金阳极氧化膜显微硬度和粘接性能的影响,采用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)等分析氧化膜的相组成、化学组成和表面形貌,并研究电流密度对氧化膜厚度的影响以及氧化膜厚度对膜层显微硬度和粘接强度的影响。结果表明:氧化工艺参数对氧化膜显微硬度的影响程度为电流密度电解液中H_2SO_4浓度氧化时间;采用2种胶粘剂粘接后,氧化工艺参数对氧化膜粘接强度的影响程度有所不同,然而电流密度均为最主要的影响因素;经过阳极氧化处理,铝合金表面的显微硬度和粘接强度均有很大提高,快固结构胶的粘接强度比改性丙烯酸酯胶的高;铝阳极氧化膜的厚度随电流密度增加而增大,在适宜的电流密度范围内氧化膜厚度的增加会导致膜层显微硬度和粘接强度的增大;氧化膜的相组成为非晶结构,主要元素为Al和O,均不因电流密度的变化而变化;铝合金阳极氧化膜表面形貌的优劣、孔隙率与氧化膜显微硬度及粘接强度的大小密切相关。     

铸造双相不锈钢点腐蚀行为研究

采用化学浸泡腐蚀试验及微观组织和化学成分分析研究了5种铸造双相不锈钢在6%Fe Cl3溶液中的点腐蚀行为,并与316L奥氏体不锈钢进行了对比。结果表明,铸造双相不锈钢的抗点腐蚀性能均优于316L的,腐蚀速率和点腐蚀深度均小于316L奥氏体不锈钢的;双相不锈钢主要耐点蚀能力合金元素在奥氏体和铁素体相内分布不均匀,铬、钼更多地分配于铁素体相内,而镍、氮则更多地分配于奥氏体相内,铁素体相的耐点蚀指数PRE(Cr%+3.3Mo%+16N%)大于奥氏体相;双相不锈钢的耐点腐蚀性能与化学成分有关,随着PRE的增加,双相不锈钢的耐点腐蚀性能提高,铜元素在铁素体内析出的富铜相导致点蚀优先在铁素体内发生和发展。     

脱氧对碳钢耐点蚀性能的影响

选择四种不同脱氧程度的碳钢,在pH=10的3%(质量分数)NaCl溶液中进行极化试验,比较钢的点蚀诱发敏感性;在人造海水中进行模拟闭塞腐蚀电池试验和室内挂片试验,评价钢的点蚀扩展速度.结果表明:沸腾钢A,B钢中的主要夹杂物为橄榄状硫化物和土豆状氧化锰夹杂,镇静钢C,D钢的主要夹杂物为条片状硫化物夹杂和硅酸盐夹杂.在相同条件下,沸腾钢比镇静钢表现出更弱的点蚀诱发敏感性和更小的点蚀扩展速度.同是镇静钢,过低的磷含量可显著促进蚀孔的扩展.     

电解液组分对TiCP/Ti6Al4V复合材料微弧氧化膜耐蚀性及耐磨性影响

采用微弧氧化技术在 TiC_P/Ti6Al4V 复合材料表面制备陶瓷膜。在NaAlO₂和NaH₂PO₂两种溶液体系中通过添加不同添加剂 NaOH、C₁₀H₁₂CaNa₂N₂O₈·4H₂O和Na₂SiO₃, 研究电解液组分对陶瓷膜组织、耐蚀性和耐磨性的影响。结果表明: 在NaH₂PO₂电解液体系中生成的膜层由金红石型和锐钛矿型TiO₂相组成, 而在NaAlO₂体系中除了生成TiO₂外, 还生成了Al₂TiO₅和γ-Al₂O₃。添加NaOH可以加快微弧氧化反应速率, 添加NaAlO₂和Na₂SiO₃有利于提高膜层的硬度, NaH₂PO₂溶液体系中形成的膜层厚度是NaAlO₂溶液体系的2~3倍。 在NaAlO₂和NaH₂PO₂电解液体系中生成的膜层, 其耐腐蚀性能排序均为: Na₂SiO₃>C₁₀H₁₂CaNa₂N₂O₈·4H₂O>NaOH。在NaAlO₂电解液体系中生成的膜层的耐磨性能排序为: Na₂SiO₃>NaOH>C₁₀H₁₂CaNa₂N₂O₈·4H₂O, 而在NaH₂PO₂电解液体系中生成的膜层的耐磨性能排序为: Na₂SiO₃>C₁₀H₁₂CaNa₂N₂O₈·4H₂O>NaOH。TiC_P/Ti6Al4V复合材料经过微弧氧化处理后, 耐磨性和耐蚀性均优于基体, 在NaH₂PO₂+Na₂SiO₃电解液中生成的微弧氧化膜的耐蚀性最好, 耐磨性也较好, 其腐蚀电流密度较钛基复合材料基体降低约2个数量级, 因此综合性能最好。     

不同电流密度对锌表面含铈氧化膜耐蚀性的影响

采用电化学阳极氧化方法在锌表面制备了氧化膜,并研究了氧化膜的表面形貌、元素组成和耐蚀性。采用场发射扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)研究制得的氧化膜表面形貌及元素组成;采用X射线光电子能谱仪(XPS)分析氧化膜表面元素价态;通过Tafel曲线和交流阻抗谱(EIS)研究氧化膜的耐蚀性并探讨其耐蚀机理。结果表明:氧化膜中主要成分为ZnO和CeO2;电流密度能够影响氧化膜的表面形貌和元素组成,进而影响到氧化膜的耐蚀性。在一定范围内,膜层中铈含量随电流密度的增加而增加,当电流密度为12mA/cm2时,膜层中铈含量达到最高,耐蚀性最好;锌表面含铈氧化膜主要抑制了锌腐蚀的阴极过程。     

镁合金微弧氧化膜的制备工艺研究

为获得所要求厚度的镁合金微弧氧化膜,研究了镁合金制备工艺.采用正交设计法优化实验方案,运用综合平衡法对每个方案下制备的氧化膜的厚度和膜层的硬度进行了分析.确定了各因素对氧化膜的影响程度,并优先被弧氧化工艺配方,确定了最佳工艺条件,并对最佳工艺条件下制备的氧化膜的微观形貌、结构、硬度以及耐腐蚀性进行了研究.结果表明:最佳工艺配方是NaOH100g/L,铝盐40g/L,氧化电压为45 V,电解液温度35℃;氧化膜主要由致密的阻挡层和多孔的疏松层构成,其主要成分是MgAl2O4 和少量的MgO、Al2O3,经微弧氧化后其硬度和耐腐蚀性较镁合金基体有很大提高.     

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.