镀镍碳纳米管添加剂作用下的负向电压对ZL109铝合金微弧氧化陶瓷层的制备及耐磨性能影响

目的 提高铸造铝合金关键零部件的可靠性和耐用性,推动微弧氧化表面处理技术的发展,探索新型微弧氧化磁性纳米粒子电解液添加剂作用下的电源电压对微弧氧化陶瓷层的影响。方法 采用单因素控制法,设置微弧氧化电源负向电压为100、110、120、130、140、150、160V,向电解液体系中引入0.8g/L镀镍碳纳米管添加剂,利用扫描电子显微镜、光学轮廓仪、X射线光电子能谱、X射线衍射及自制的往复式摩擦磨损试验机等,对制备得到的微弧氧化陶瓷层的微观形貌、厚度、表面粗糙度、致密性、孔隙率、孔径及耐磨性能进行分析,主要研究镀镍碳纳米管添加剂作用下的微弧氧化电源负向电压对ZL109铝合金微弧氧化陶瓷层的制备及耐磨性能的影响。结果 负向电压140 V制备得到的陶瓷层致密性好,表面粗糙度Ra为0.77μm,表面孔隙率为2.05%,平均孔径为0.594μm,且具备一定的厚度(11.5μm)和较好的耐磨性能(磨损量为0.13 mg)。结论 镀镍碳纳米管添加剂与电源正、负电压对微弧氧化反应过程存在着协同作用关系;负向电压对微弧氧化反应过程、陶瓷层的微观形貌、厚度、致密性、表面粗糙度等影响显著。

负向电压对纯钛微弧氧化膜层结构特征的影响

采用微弧氧化技术，以β-甘油磷酸钠和乙酸钙混合溶液为电解液，在固定正向电压（450v）和氧化时间（5min）等参数情况下，研究了负向电压对纯钛表面微弧氧化膜层的相组成和形貌的影响规律。结果表明：负向电压为100～200V时，微弧氧化膜层较均匀，膜层由二氧化钛和磷酸三钙组成；负向电压升至300V，膜层表面被严重烧蚀，其主要物相为钛酸钙。

负向电压与氧化时间对AZ91D微弧氧化膜层形成特性的影响

在硅酸盐体系下对AZ91D镁合金进行了微弧氧化处理,研究了负向电压和氧化时间对微弧氧化膜层特性的影响,并通过XRD、金相显微镜及SEM对氧化膜进行了相结构和表面形貌的分析。结果表明,随着负向电压的提高,膜厚逐渐增加,表面孔洞增大,但孔洞及微裂纹的数量减少,当负向电压为120V时,膜厚达到157μm,孔洞及裂纹数量最少。延长氧化时间,使得微弧氧化膜层厚度增加,膜层生长速率先增大后减小。氧化膜层主要由立方结构MgO和镁橄榄石相Mg2SiO4构成,衍射谱中未发现Mg的衍射峰,氧化膜层致密性较好。陶瓷膜层由致密层和疏松层组成且与基体结合紧密。

Na_2SiO_3电解液体系下正负向电压对Ti6Al4V合金微弧氧化膜层特性的影响

采用Na2SiO3电解液体系,在不同的正、负向电压条件下对Ti6Al4V合金进行微弧氧化。利用测厚仪、SEM、XRD等手段分析微弧氧化膜厚度、表面形貌、相组成,研究正、负向电压对氧化膜层特性的影响规律。试验结果表明,负向电压恒定在80 V时,随着正向电压由350 V增加到400 V,氧化膜厚度由48μm增加至94μm;固定正向电压为380 V,负向电压由50 V增加至90 V,氧化膜厚度先增加,后减小;正、负向在380 V/80 V时获得的氧化膜致密且与基体结合良好;正向电压增加,有利于得到更多的锐钛矿相TiO2;增加负向电压,有利于得到更多的金红石相TiO2。

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。

ZAlSi12Cu2Mg1微弧氧化过程中负向电压对陶瓷膜层形成的影响

在交流条件下,采用硅酸钠电解液,通过调节不同的负向电压值,在ZAlSi12Cu2Mg1合金表面制得了微弧氧化陶瓷膜层。研究了不同的负向电压值对陶瓷膜层形成过程的影响。结果表明:负向电压从80 V到160 V变化时,氧化时间从5 min延长到65 min,膜层厚度从28μm增加到208μm,致密度从0.267 g/cm^3增大到1.048 g/cm^3,特别是微弧氧化第2阶段氧化时间,在负向电压为160V时持续了32 min,试样表面逐渐变粗糙;在电解液组成为NaSiO_3 8 g/L,NaOH 2 g/L,Na_2EDTA 2g/L下,适宜的正/负向电压值为480/140 V,获得厚度为166μm的膜层。XRD分析表明:陶瓷层主要由莫来石、α-Al_2O_3和γ-Al_2O_3以及氧化铝的非晶物质组成。

负向电压对海洋平台铝合金钻探管表面微弧氧化膜组织和耐蚀性影响

目的提高海洋平台铝合金钻探管的耐腐蚀性能。方法采用微弧氧化技术,在海洋平台钻探管用2A12铝合金表面制备氧化铝陶瓷膜。通过盐雾试验,研究负向电压对微弧氧化膜耐腐蚀性的影响,并通过扫描电子显微镜和光学显微镜对微弧氧化膜的微观形貌、组织结构进行分析。结果在微弧氧化处理过程中,随着负电压的升高,微弧氧化膜表面的孔径先增大后减小,膜表面变光滑。在一定负电压范围内,Al_2O_3相的含量随负电压的升高先增加,当负电压达到一极限值后,Al_2O_3相随负电压的升高而减少。负电压的增大能提高微弧氧化膜的耐腐蚀性,当负电压由8 V升高至24 V时,腐蚀速率由0.005 68g/(dm2·h)降低至0.000 28 g/(dm2·h),前者是后者的20倍;当负电压为4 V时,部分膜层剥落,腐蚀严重;当负电压增至24 V时,有效延缓了微弧氧化膜的腐蚀程度。结论在微弧氧化处理过程中,负电压对微弧氧化膜的制备有较大影响,增大负电压能有效提高微弧氧化膜的耐腐蚀性,此外基体本身所含的Fe、S等杂质是影响微弧氧化膜的主要因素。

NaOH-Na_2SiO_3-Na_2WO_4体系下负向电压对ZAlSi12Cu2Mg1微弧氧化膜特性及组织的影响

交流电源中负向电压对铝合金微弧氧化陶瓷膜形成过程及其组织性能有重要影响。本文研究了在NaOH-Na_2SiO_3-Na_2WO_4电解液体系下负向电压对ZAlSi12Cu2Mg1铸造铝合金微弧氧化陶瓷膜厚度、硬度及截面形貌的影响。试验中,负向电压从85 V到110 V变化。利用电涡流测厚仪测量陶瓷膜的厚度,用显微硬度计测量陶瓷膜截面的显微硬度,并进行截面形貌观察。试验结果表明:负向电压的提高,有利于陶瓷膜厚度和显微硬度的增加,但负向电压达到一个极限值后,陶瓷膜表面变粗糙,甚至烧蚀,膜层与基体结合变差,陶瓷膜中开始出现裂纹,显微硬度下降;在负向电压为适合值95V时,得到的陶瓷膜厚度为110μm,显微硬度为8810 MPa(HV);同时,沿陶瓷膜厚度方向,从陶瓷膜与基体结合界面到陶瓷膜表层,显微硬度呈现先增加后降低的趋势,在致密层中显微硬度存在一个最大值。

负向电压对LA91镁锂合金微弧氧化膜耐蚀性的影响

采用双极性脉冲电源控制变量法,分别得到不同负向电压和负向脉冲宽度下LA91镁锂合金的微弧氧化膜。通过扫描电镜和电化学方法比较不同工艺参数下合金微弧氧化膜的耐蚀性差异。结果表明:负向脉宽及负向电压大小均对微弧氧化膜耐蚀性影响较大,随着负向脉宽增大,膜层表面孔洞数量减少但孔径尺寸略有增大;当负向脉宽为65%时,微弧氧化陶瓷膜的质量较好,耐蚀性最佳;此外,过高或过低的负向电压均不利于微弧氧化膜的生长,负向电压为50 V时较为合适。

KOH体系下负向电压对ZAlSi12Cu2Mg1微弧氧化膜形成的影响

负向电压对微弧氧化陶瓷膜形成有极其重要的影响。电解液组成变化时,负向电压也必须作相应调整,才能确保微弧氧化过程的稳定和氧化膜的质量。在含mSiO2·nH2O的KOH复合电解液中,在负向电压60~140 V的条件下对ZAlSi12Cu2Mg1合金进行微弧氧化。采用电涡流测厚仪、SEM和XRD对陶瓷膜进行表征,研究了负向电压对厚度、表面形貌、相组成及耐磨性的影响。结果表明:随着负向电压增大,膜厚增加,膜层中有显微裂纹存在;负向电压为120 V时,膜厚达到186.7μm,耐磨性好。膜层主要由Mullite及α-Al2O3相组成,但衍射谱中α-Al2O3相峰强较高。

负向电压对AZ31B镁合金表面微弧氧化膜结构和耐蚀性的影响

以Na2Si O3-Na OH-Na F溶液为电解液,采用双极性非对称脉冲电源的恒压加载方式,制备AZ31B镁合金表面微弧氧化膜。以扫描电镜和极化曲线为表征手段,研究在固定正向电压（260 V）条件下,负向电压对膜层形貌及腐蚀性能的影响。结果表明：负向电压40 V,氧化处理10~15 min,可获得致密层较厚的耐蚀微弧氧化膜;负向电压高于60 V,膜层容易烧蚀,表面产生大尺寸微裂纹,导致膜层耐蚀性能降低。适当的负向电压能够显著提高膜层的致密性,但必需控制电压的范围和氧化处理的时间。

硅酸盐体系负向电压对氢化锆表面微弧氧化膜的影响

采用WHD-30型双向交流脉冲电源对氢化锆表面进行微弧氧化处理,研究了负向电压对氢化锆表面微弧氧化膜的厚度、表面形貌、截面形貌、相结构及阻氢性能的影响。实验选取电解液体系为Na2SiO3-NaOH-Na2EDTA体系,正向电压为350V,电源频率为200Hz,氧化时间为20min;氢化锆表面微弧氧化膜的阻氢性能采用真空脱氢实验进行测试。研究结果表明：负向电压在120~160V范围内变化时,氢化锆表面微弧氧化膜的厚度在30~90μm范围内,氧化膜的厚度随着负向电压的升高而增大。氧化膜外部为疏松层,存在孔洞和裂纹缺陷,氧化膜内部为致密层,与基体结合紧密,无孔洞和裂纹缺陷。氧化膜相结构由单斜相氧化锆（M-ZrO2）和四方相氧化锆（T-ZrO1.88）构成,并以单斜相氧化锆（M-ZrO2）为主。负向电压升高有利于增大氧化膜致密层的厚度,进而提高氧化膜的阻氢能力。当负向电压为160V时,氧化膜的阻氢能力最高,氢渗透降低因子（PRF,permeationreductionfactor）值达到10.4。

电化学阻抗谱研究负向电压对AZ31B镁合金微弧氧化陶瓷层致密性的影响

采用单极性和双极性脉冲,分别改变几种不同正向电压时的负向电压,在AZ31B镁合金表面制备了微弧氧化膜。利用电化学阻抗谱和扫描电镜研究氧化膜的等效电路元件值以及微观结构的变化,从而分析负向电压对镁合金微弧氧化膜致密性的影响。结果表明:负向电压对于微弧氧化陶瓷膜致密性具有至关重要的作用,适当的负向电压可以有效地提高膜层致密性。并且,不同的正向电压下形成致密氧化膜的负向电压都约为30 V,不随正向电压变化而变化。