6061-7075异种铝合金搅拌摩擦焊接件表面整体陶瓷防护膜的制备

通过微弧氧化处理,使6061与7075铝合金的搅拌摩擦焊接件(连接件)被一层陶瓷膜整体包裹,通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)和电化学工作站等分析了母材和焊缝区表面膜层的形貌和成分,并基于检测结果推导了整体陶瓷膜的生长机制。结果表明：整体微弧氧化后,连接件表面的膜层是致密的;6061和7075表面膜主要成分为α-Al₂O₃、γ-Al₂O₃和少量的Al₂SiO₅,而焊缝区则主要由α-Al₂O₃和γ-Al₂O₃组成;微弧氧化降低了连接件不同区域间的腐蚀电位差,显著提高了连接件整体的耐蚀性。     

2A12铝合金微弧氧化膜电化学腐蚀性能研究

采用微弧氧化技术对粉末冶金制备的2A12铝合金进行表面改性,表征改性层微观结构和相组成,评价改性后2A12铝合金的电化学腐蚀性能。研究发现:微弧氧化处理之后,2A12铝合金表面生成厚度约为80 μm的均匀氧化膜,其主要由α-Al₂O₃、γ-Al₂O₃及非晶组织构成;采用微弧氧化对2A12铝合金表面改性之后,改性层极大程度地抑制合金表面阳极反应和阴极反应的进行,自腐蚀电流密度明显下降,腐蚀速率显著降低,合金电化学腐蚀性能明显提高。     

激光重熔处理对铝合金微弧氧化层组织及性能的影响

采用激光重熔处理改善6061铝合金微弧氧化层的耐蚀性,采用光学显微镜、共聚焦显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、电化学工作站等研究了500～1000 W激光功率下微弧氧化层孔隙率、粗糙度、表面形貌、物相组成及耐蚀性能。结果表明,经过激光重熔处理后微弧氧化层主要由α-Al₂O₃和γ-Al₂O₃两相组成,随着激光功率的增加,γ-Al₂O₃向α-Al₂O₃转化的程度增加。激光功率为500～900 W时微弧氧化层孔隙率先增加后减小,但粗糙度变化不明显;1000 W时微弧氧化层鼓起、开裂,粗糙度、孔隙率增加。激光功率为900 W时微弧氧化层表面微孔孔径减小甚至闭合、裂纹数量减少,孔隙率降至最低,耐蚀性能最好。     

氧化时间对7A04铝合金微弧氧化膜层组织与性能的影响

在硅酸盐与铝酸盐混合电解液体系下，在7A04铝合金表面制备了微弧氧化陶瓷膜层，通过对膜层的厚度均匀性、电化学特性、物相组成以及表面形貌进行分析，研究了氧化时间对陶瓷膜层厚度、电化学耐蚀性、物相组成与表面形貌的影响。结果表明，膜层微观表面凹凸不平，呈火山喷口状形貌，微弧氧化时间不会改变膜层物相种类，主要由γ-Al₂O₃和α-Al₂O₃组成；微弧氧化时间是决定微弧氧化膜层性能的关键因素，氧化时间为25 min时，膜层厚度均匀性最好，方差为0.69,腐蚀电位为-0.482 1 V,腐蚀电流密度为3.75×10^-7 A/cm²,极化电阻为4.63×10⁶Ω·cm²;氧化时间为35 min时，交流阻抗性能最好。     

表面微弧氧化处理对不锈钢与环氧树脂粘接性能的影响

采用热浸镀铝工艺在不锈钢表面镀铝,分析了浸镀时间与浸镀温度对合金层及纯铝层厚度的影响并获得最佳镀铝工艺参数,在此基础上再进行微弧氧化试验。用剪切法测试了氧化膜与环氧树脂之间的结合强度,采用SEM、XRD和激光共聚焦显微镜对微弧氧化膜的微观成分与结构进行了表征,进而探讨分析了不锈钢微弧氧化处理对其与环氧树脂粘接性能的影响。结果表明:适宜的浸镀温度为710 ℃,浸镀时间为11 min;微弧氧化膜主要由α-Al₂O₃和γ-Al₂O₃组成,不同微弧氧化时间下氧化膜产物基本相同;随着氧化时间增加,陶瓷膜表面粗糙度增大,微弧氧化膜-环氧树脂的结合强度增大,当时间增至30 min时,膜层表面粗糙度最大值为1.265 μm,结合强度增加到最高值33.20 MPa,比未处理过的试样结合强度提高了2.8倍。     

2D12-T4铝合金微弧氧化膜的性能研究

对2D12-T4热处理状态铝合金微弧氧化防护膜层的拉伸强度和疲劳性能进行了研究.结果表明,随着氧化时间的增加,膜层厚度正比增加,膜层主要由γ-Al₂O₃和α-Al₂O₃及大量的非晶相构成;微弧氧化对基体的拉伸强度等力学性能影响较小,但会显著降低材料的疲劳性能,降低超过基体的100倍.     

NaOH对铝合金微弧氧化膜特性的影响

在Na₂SiO₃电解液体系下,对ZAlSi12Cu2Mg1微弧氧化膜的形成进行研究,通过改变NaOH的含量,研究了其对电解液的电导率、微弧氧化的临界起弧电压、膜层特性及微观形貌的影响。并测定了氧化膜的相组成。结果表明：NaOH含量从1.0 g/L到3.0 g/L变化时,电解液的电导率由14.00 ms/cm几乎呈线性增大到26.28 ms/cm,正向临界起弧电压由360 V呈线性降低下降到290 V;含量从1.0 g/L增大到2.5 g/L时,膜厚从92 μm迅速增加到125 μm。含量超过2.5 g/L,膜厚减小,致密层所占比例下降。XRD分析表明：氧化膜层中主要由莫来石、SiO₂和α-Al₂O₃、γ-Al₂O₃和WO₃相。     

添加剂C6H12N4对6063铝合金微弧氧化黑色陶瓷膜结构与性能的影响

用硅酸盐-磷酸盐的复合溶液体系对6063铝合金进行微弧氧化,获得颜色均匀的黑色陶瓷膜。研究了添加剂(C₆H₁₂N₄)对膜层的表面形貌、成分、组织结构、黑度、附着力、粗糙度和耐蚀性的影响。结果表明,添加剂使微弧氧化膜层黑度增加,膜层均匀性和附着力显著提高,粗糙度降低,但膜层的相组成不变,均为γ-Al₂O₃和Al₈₆V₁₄。含添加剂的体系获得的微弧氧化膜层在3.5% NaCl溶液中的腐蚀电流密度相比无添加剂的体系获得的黑色膜层有很大程度的降低。     

硅酸盐体系电解液中添加Na2WO4对LY12铝合金陶瓷膜性能的影响

通过SEM、XRD、硬度试验、电化学腐蚀试验研究了在硅酸盐体系电解液中加入不同浓度的Na₂WO₄对LY12铝合金微弧氧化陶瓷膜表面形貌及性能的影响。结果表明,添加Na₂WO₄改变了膜层的微观结构,使微弧氧化膜层硬度增加,表面平滑,呈现出小而少的孔洞结构,且表面堆积少量形状不规则的白色质点;随着Na₂WO₄添加量的增加,膜层的硬度值呈现先增加后降低的趋势,当Na₂WO₄含量为4 g/L时,膜层达到最高硬度440.3 HV0.3,较基体(硬度值约168 HV0.3)提升了272.3 HV0.3;XRD分析证明W元素参与了微弧氧化过程,并生成W的氧化物WO₃,陶瓷层物相主要由α-Al₂O₃和γ-Al₂O₃以及WO₃组成;电化学极化曲线分析结果表明添加剂Na₂WO₄有效地提高了膜层的耐腐蚀性能,耐腐蚀性能最好的添加量为 1 g/L,此时自腐蚀电位为-532.0 mV,腐蚀电流为0.011 μA。Na₂WO₄的添加可有效改善陶瓷膜层的表面形貌及性能。综合考虑膜层的性能,添加剂Na₂WO₄的最佳添加量为 4 g/L。     

终电压对铝合金Mo和V黑色微弧氧化膜形成过程的影响

目的 以钼酸盐和钒酸盐为着色剂,探究终电压对黑色微弧氧化膜形成过程的影响。方法 在六偏磷酸钠和硅酸钠的微弧氧化体系中,添加NH₄VO₃和Na₂Mo O₄作为着色剂,在清洁的6063铝合金表面获得不同终电压下的微弧氧化膜,通过SEM、XRD、XPS分析膜层的形貌、结构和成分,通过色差仪和紫外可见分光光度计表征膜层的颜色特性和吸光率,通过极化曲线和电化学阻抗谱分析膜层的电化学性能。结果 膜层的主要成分为O、Al、P、Si、Mo、V,其中Mo、V以Mo O₃、Mo O₂、V₂O₅、V₂O₃的形式存在。当终电压从350 V提高至550 V时,微弧氧化膜层的微孔变得少而大,颜色由褐色逐渐变为黑色,L从65.01减小到22.63,对可见光(波长250～800 nm)的吸收率从69.4%增至96.5%以上,膜层厚度和粗糙度从4.00、0.55μm分别增至35.00、2.41μm,自腐...     

Friction characteristic of micro-arc oxidative Al2O3 coatings sliding against Si3N4 balls in various environments

The alumina ceramic coatings were prepared on 2024Al alloy by micro-arc oxidation (MAO) technique. The phase structure of the MAO Al₂O₃ coating was determined using X-ray diffraction. The thickness and micro-hardness of the MAO Al₂O₃ coatings was measured using eddy current thickness equipment and micro-hardness tester. The friction property of MAO Al₂O₃ coatings sliding against Si₃N₄ ceramic balls were investigated in air, water and oil by a ball-on-disk tribo-meter, and the worn surfaces of the MAO Al₂O₃ coatings were observed using scanning electron microscope (SEM). The results showed that the MAO Al₂O₃ coatings mainly contained -Al₂O₃ and γ-Al₂O₃ phase. The micro-hardness of the polished MAO coatings was HV1740 ± 87. With an increase in normal load and sliding speed, the friction coefficient in air increased from 0.74 to 0.87, while decreased from 0.72 to 0.57 in water and 0.24 to 0.11 in oil. This indicates that the fluid lubrication could improve the friction behavior of the MAO Al₂O₃ coatings. The worn surfaces' observation indicated that the wear mechanism of the MAO Al₂O₃ coatings changed from abrasive wear in air to mix wear in water, and became microploughing wear in oil.     

表面活化Al2O3陶瓷与5005铝合金真空钎焊

采用Al-Si钎料对经过Ag-Cu-Ti粉末活性金属化处理的Al₂O₃陶瓷与5005铝合金进行了真空钎焊,研究了钎焊接头的典型界面组织,分析了钎焊温度对接头界面结构特征及力学性能的影响. 结果表明,接头典型界面结构为5005铝合金/α-Al+θ-Al₂Cu+ξ-Ag₂Al/ξ-Ag₂Al+θ-Al₂Cu+Al₃Ti/Ti₃Cu₃O/Al₂O₃陶瓷. 钎焊过程中,Al-Si钎料与活性元素Ti及铝合金母材发生冶金反应,实现对两侧母材的连接. 随着钎焊温度的升高,陶瓷侧Ti₃Cu₃O活化反应层的厚度逐渐变薄,溶解进钎缝中的Ag和Cu与Al反应加剧,生成ξ-Ag₂Al+θ-Al₂Cu金属间化合物的数量增多,铝合金的晶间渗入明显;随钎焊温度的升高,接头抗剪强度先增加后降低,当钎焊温度为610 ℃时,接头强度最高达到15 MPa.     

C3H8O3含量对AZ91D镁合金微弧氧化过程及膜层特性的影响

在含有不同C₃H₈O₃含量的硅铝复合电解液中,利用交流脉冲电源在AZ91D镁合金基体上制备了一系列微弧氧化膜。利用SEM和膜层测厚仪分别研究了陶瓷膜层的微观形貌特征及厚度,采用全浸泡实验和电化学阻抗谱测试了膜层在3.5%NaCl中性溶液中的耐蚀性能。结果表明,微弧氧化过程中的起弧电压和终止电压均随C₃H₈O₃含量的增加而呈上升的变化趋势。随着C₃H₈O₃含量的增加,膜层耐蚀性先提高后降低,而膜厚变化幅度不大。膜层的耐蚀性主要取决于内部致密层,当C₃H₈O₃含量为5 mL/L时,膜层相对较致密,因而表现出良好的耐蚀性能。     

温度梯度降温对铝合金阳极氧化膜性能的影响

采用自制的硬质阳极氧化装置,在铝合金6061薄板表面沿着铝基体方向形成较大的温度梯度降温条件,对铝板进行硫酸硬质氧化试验。对氧化膜形貌、硬度、膜厚分别进行了观察和分析。结果表明,相同条件下,采用温度梯度法制备的硬质阳极氧化膜,其均匀性、膜的厚度和硬度都大大优于传统的硬质阳极氧化膜,膜的质量得到很大的提高。     

6061铝合金表面新型黄色微弧氧化陶瓷层的制备与表征

目的 研究6061铝合金表面新型微弧氧化黄色陶瓷层的制备工艺,并对其微观结构、成分、硬度、耐蚀性能等进行表征。方法 在以Na2SiO3为基础的电解液中加入Na2SnO3进行微弧氧化处理,制备出黄色微弧氧化陶瓷层,并与传统白色、黄色、黑色微弧氧化陶瓷层作对比。采用SEM和EDS分析膜层表面形貌和元素分布,借用XPS对膜层进行成分表征,使用硬度计测试其表面硬度,采用电化学工作站和人造海水腐蚀实验评价陶瓷层的抗腐蚀性能。结果 随着电解液中Na2SnO3浓度的增加,陶瓷层中Sn元素含量增加,Si元素含量减少,陶瓷层黄色饱和度不断增强。黄色含Sn陶瓷层制备过程中,电解液中的SnO32-在高温高压下转化为SnO2,导致陶瓷层硬度达到365HV,高于白色与黑色陶瓷层。在3.5% NaCl溶液中进行电化学测试,黄色含Sn陶瓷层的腐蚀电流密度与腐蚀电位分别为9.34×10-9 A/cm2和-0.34 V,耐蚀性优于白色和黄色含Mn陶瓷层。结论 在电解液中添加Na2SnO3可在铝合金表面生成具有较高硬度和耐蚀性能良好的类似沙漠黄色的陶瓷层,为铝及其合金在多领域的应用奠定了一定的实验基础。     

Preparation of ceramic coatings on inner surface of steel tubes using a combined technique of hot-dipping and plasma electrolytic oxidation

A new method for inner surface modification of steel tubes, named a combined technique of hot-dipping and plasma electrolytic oxidation (PEO) was proposed and demonstrated in this paper. In this work, metallurgically bonded ceramic coatings on inner surface of steel tubes were obtained using this method. In the combined process, aluminum coatings on steel were firstly prepared by the hot-dip process and then metallurgically bonded ceramic coatings were obtained on the aluminum coatings by PEO. The element distribution, phase composition and morphology of the aluminide layer and the ceramic coatings were characterized by SEM/EDX and XRD. The corrosion resistance of the ceramic coatings were also studied. The results show that, after hot-dip treatment, the coating layers consist of two layers, where Al, Fe_xAl _(1−x) were detected from external topcoat to the aluminide/steel substrate. Then after PEO process, uniform Al₂O₃ ceramic coatings have been deposited on inner surface of steel tubes. The ceramic coatings are mainly composed of -Al₂O₃ and γ-Al₂O₃ phase. The compound coatings show favorable corrosion resistance property. The investigations indicate that the combination of hot-dipping and plasma electrolytic oxidation proves a promising technique for inner surface modification of steel tubes for protective purposes.