钛合金管材微氧化膜与压扁性能关系的初探

钛及钛合金因为其优异的性能近年来普遍应用于各个领域,但钛合金化学活性较高,在热处理过程中会与环境中的氧发生反应,形成氧化膜,氧化膜硬度和脆性都很高,从而影响材料的使用。本文就真空热处理过程中微氧化膜的形成,与微氧化膜对管材力学性能的影响,以及去除方式进行了探究。

电解液中添加钛纳米颗粒对AZ91D镁合金表面微弧氧化膜性能的影响研究

在磷酸盐电解液中,通过添加钛纳米颗粒在AZ91D表面制备了含钛的微弧氧化膜,研究了电解液中钛纳米颗粒浓度对膜层形貌、组成及性能的影响。利用扫描电子显微镜、能量色散谱仪、X射线衍射仪、X射线光电子能谱表征微弧氧化膜层的形貌及组成;利用电化学工作站评价了膜层的耐腐蚀性,利用分光光度计测试了膜层的光吸收性能。结果表明:加入到电解液中的钛纳米颗粒对微弧氧化电压变化影响不大。但加入的钛纳米颗粒可以在微弧氧化膜中生成Mg2TiO4,随着钛纳米颗粒浓度增加,膜层表面较小的微孔先减少后增加,耐腐蚀性先提高后降低。随着钛纳米颗粒浓度的增加,膜层颜色由淡灰色变为浅蓝色再变为深蓝色,对模拟太阳光的反射率逐渐降低。

2024铝合金黑色微弧氧化膜制备与性能研究

通过在电解液中添加着色剂NH4VO3,在2024铝合金表面制备黑色微弧氧化膜。通过改变频率、占空比、反应时间等工艺参数,研究了工艺参数对氧化膜的厚度、耐腐蚀性、表面形貌及结构的影响。结果表明,在(NaPO3)6-Na2SiO3体系下,在恒流模式中,电流密度在10 A/dm2,频率在500 Hz,占空比为20%,反应时间4 min时,综合性能最好。

Al-Si合金微弧氧化膜结构和成分表征

使用扫描电镜、X射线衍射分析了Al Si铸造铝合金微弧氧化陶瓷膜的形貌、成分和相组成 ,并探讨了陶瓷相的形成机制 .在硅酸盐溶液中形成的陶瓷膜主要由莫来石、α Al2 O3,γ Al2 O3晶态相和SiO2 非晶相组成 .膜具有 3层结构 ,电解液离子已扩散到膜的内层 ,另一方面 ,Al Si基体中的硅元素也促进了膜层中莫来石的形成 .微弧放电引起膜局部熔化 ,但对Al

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。

镁合金微弧氧化膜的SiO_2溶胶封孔处理研究

以正硅酸乙酯为原料,乙醇为溶剂,盐酸为催化剂制备了SiO2溶胶封孔剂。该封孔剂的傅立叶红外光谱(FTIR)中含有Si-O-Si键的伸缩振动吸收峰,证明了SiO2微粒存在,而且干凝胶的Si-O-Si键的伸缩振动吸收峰强度不随热处理温度的变化而变化,表明封孔剂有良好的高温稳定性。SiO2溶胶封孔剂可浸入镁合金微弧氧化膜的微孔,形成有效封孔。封孔处理可使镁合金微弧氧化试样的腐蚀速率由106mg/(m2.h)降至32mg/(m2.h),而且封孔处理还可显著提高镁合金微弧氧化试样在410℃下的抗氧化性能,对镁合金基体有很好的保护作用。

铝合金微弧氧化陶瓷膜的性能研究

利用扫描电子显微镜SEM、透射电子显微镜TEM等手段分析了LY12铝合金微弧氧化膜的组织形貌 ,对氧化膜硬度、成膜合金的弯曲强度以及油润滑条件下氧化膜的摩擦学行为进行了研究。结果表明 ,微弧氧化膜的致密层由单晶和多晶的γ Al2 O3构成 ,晶粒大小可达几百纳米。氧化膜具有很好的韧性 ,其弹性恢复可达 4 5 % ,远高于铝合金。随着氧化膜厚度的增加 ,成膜合金的弯曲强度逐渐升高 ,电流密度对弯曲强度的影响不大。在油浸泡条件下 ,氧化膜摩擦系数和磨损量较干摩擦条件下显著降低。

电解液参数对锆合金微弧氧化膜层结构和性能的影响

研究了不同电解液参数对于Zr合金微弧氧化膜结构和性能的影响。实验证明,在不同浓度的NaOH溶液中,微弧氧化反应的击穿电压与阴离子浓度成反比,并且溶液的浓度不能过高或者过低。采用NaOH,Na2SiO3和Na3PO43种溶液作为电解液产生的微弧氧化膜,在结构和形貌上有很大的区别。电解液中的阴离子会参与微弧氧化反应。氧化膜中的Si元素有利于稳定ZrO2的高温相,并使氧化膜结构平整、减少孔洞和裂纹,提高合金耐腐蚀性,而P元素却有着相反的作用。

TC4钛合金微弧氧化膜结构对化学镀Ni-P镀层结合性能的影响

在TC4钛合金上制备微弧氧化不同时间的氧化膜,然后进行化学镀N i-P镀层,利用SEM、涂层附着力自动划痕仪和热震试验,研究不同微弧氧化膜结构对钛合金化学镀N i-P镀层结合性能的影响。结果表明:随着微弧氧化时间的增加,微弧氧化膜表面的粗糙度增大,表面微孔逐渐变大,孔口先变成敞开形式然后慢慢缩合,最后变成凹槽状。微弧氧化时间由3m in增加至15m in,化学镀N i-P镀层与微弧氧化膜的结合性能逐渐降低,临界载荷由21.5N减少至8.5N,且化学镀层表面划痕特征由裂纹向镀层剥落发展。微弧氧化时间由15m in增加至60m in,化学镀N i-P镀层与微弧氧化膜的结合性能逐渐增加,临界载荷由8.5N增加至大于40N。热震试验结果表明,微弧氧化3m in,7m in,15m in的试样热震1次时,化学镀N i-P镀层发生严重的剥落,且在冷却过程中化学镀镍层剥落的顺序为15m in,7m in,3m in的试样,30m in的试样热震2次剥落,60m in的试样热震28次才剥落,与划痕实验的结果一致。建立了不同微弧氧化时间,TC4钛合金微弧氧化膜的结构模型,讨论了不同微弧氧化膜结构与化学镀镍层的结合强度。

LY12铝合金表面黑色微弧氧化陶瓷膜的制备

为进一步提高铝合金表面黑色氧化膜的耐蚀性及装饰性,利用微弧氧化技术在LY12铝合金表面制备黑色陶瓷膜。在Na2SiO3-Na3PO4-NaOH组成的基础电解液中,依次加入主着色剂NH4VO3,辅助着色剂Na2WO4、KMnO4、Cu(CH3COO)2对LY12铝合金进行微弧氧化,研究正向电压、氧化时间对膜层颜色、粗糙度、厚度、附着力的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对微弧氧化膜层的表面及截面形貌,元素组成及物相进行分析。结果表明:在一定的微弧氧化工艺参数下,Na2SiO3-Na3PO4-NaOH基础电解液中制备的膜层呈白色;加入NH4VO3、Na2WO4、KMnO4、Cu(CH3COO)2后,得到了均匀的黑色微弧氧化膜;随着正向电压的增加,膜层黑色加深,粗糙度、厚度均增加,附着力先增加后减小;随着氧化时间的增加,膜层黑色加深,粗糙度先增加后减小而后又增加,厚度增加,附着力先增加后减小;黑色微弧氧化膜主要元素为Al、O、Si、V、Mn、Na、P、K、Cu,主要组成相为Al和Al2O3;黑色微弧氧化膜的腐蚀电流密度约为基体的1/2,腐蚀电位较基体的增加了0.2 V,提高了LY12铝合金的耐腐蚀性能。

封孔处理对ZL108铸铝微弧氧化膜性能的影响

微弧氧化膜表面的微孔对氧化膜性能有较大的影响。采用硅酸钠、沸水和常温封孔剂对ZL108铸铝微弧氧化膜进行了封孔处理,研究了封孔处理对微弧氧化膜性能的影响。结果表明:封孔处理后,微弧氧化膜表面形貌发生了变化,膜厚略有增加,表面硬度显著下降,耐蚀性提高。3种封孔工艺中,硅酸钠封孔后微弧氧化膜表面硬度最高,耐蚀性最好。

不同处理时间所得镁合金微弧氧化膜的残余应力分析

以往就镁合金微弧氧化过程中产生的残余应力对膜层性能的影响研究不多。在AZ31镁合金表面采用325 V电压,以磷酸钠溶液为电解液,在4种处理时间(1,3,5,8 min)下制备了微弧氧化膜。采用扫描电子显微镜(SEM)观察了4种氧化膜的微观组织结构;通过X射线衍射仪(XRD)分析了氧化膜的相组成并计算了残余应力;通过动电位极化测试和计算得到了膜层孔隙率。结果表明:4种氧化膜的残余应力均为压应力,大小为194～652 MPa间;5 min微弧氧化的膜层最致密、孔隙率低,残余应力最小,该结果用Stoney方程得到了验证。Stoney方程可以用来推测不同氧化时间对微弧氧化膜残余应力的影响。

镁合金微弧氧化膜在NaCl溶液中的腐蚀过程

为了探讨AZ91D镁合金微弧氧化膜在NaCl溶液中的腐蚀过程、腐蚀特征和失效机理,测定了其在3.5%NaCl溶液中浸泡不同时间的动电位极化曲线,结合扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)分析了腐蚀产物的形貌和相结构,建立了腐蚀模型。结果表明:腐蚀初期,微弧氧化膜对AZ91D镁合金的保护近似于机械阻挡作用;腐蚀中期,腐蚀产物和氧化膜的复合阻挡作用对基体的防护作用有改进;腐蚀后期,微裂缝横向、纵向逐步扩展,膜被"切断"成小颗粒并脱落,对基体逐渐失去保护作用。

钛合金微弧氧化-聚四氟乙烯复合自润滑膜的制备及其性能

为了提高钛合金表面微弧氧化膜的减摩耐磨性能,在硅酸盐溶液中,对Ti6Al4V钛合金进行微弧氧化处理,采用聚四氟乙烯(PTFE)对微弧氧化膜进行封孔处理后对其进行高温固化,制备了具有自润滑和高耐磨性的微弧氧化-PTFE自润滑膜。采用扫描电镜观察了自润滑膜的表面形貌;采用摩擦磨损试验机研究了其耐磨性能;采用极化曲线研究了其耐腐蚀性能。结果表明:PTFE颗粒已进入微弧氧化膜中,自润滑膜的摩擦系数低至0.15左右,自腐蚀电位较基体大幅正移,腐蚀电流密度大幅降低,自润滑膜的耐磨性能及耐蚀性能均较基体及微弧氧化膜大幅提升。

电参数对Mg-7Gd-5Y-1.5Nd-0.5Zr镁合金微弧氧化膜的影响

针对Mg-7Gd-5Y-1.5Nd-0.5Zr高强耐热镁合金,采用微弧氧化工艺制备了表面防护层,研究了电流密度、电压、频率以及占空比等电参数对膜层厚度及形态的影响规律.研究表明,电压对氧化膜厚度影响显著,电流密度对氧化膜厚度有影响但不显著,占空比和频率对氧化膜厚度影响较小.随着电流及电压的增加,膜层表面微孔的尺寸逐渐增大;随频率和占空比的增加,膜层表面微孔的尺寸先增大后减小.

镁合金微弧氧化膜在乙二醇水溶液中的腐蚀行为

通过电化学阻抗谱及相应的等效电路研究了AZ91D镁合金微弧氧化(MAO)膜在乙二醇水溶液中的腐蚀行为,采用扫描电镜对表面腐蚀形貌进行了观察。结果表明:乙二醇吸附至MAO膜表面后,逐步形成了一层致密的防护膜,随乙二醇浓度增大,电荷转移电阻增大,MAO膜的耐腐蚀性能提高;腐蚀性离子(Cl-与SO42-)在乙二醇水溶液中共存时,腐蚀作用加强;添加了0.2mol.L-1 NaF后,由于生成了难溶于水的含氟晶体,填充了MAO膜的多孔层空隙,对镁合金微弧氧化膜起到了有效的缓蚀作用。

镁合金微弧氧化膜溶胶-凝胶封孔工艺

镁合金具有许多优点，被誉为21世纪绿色工程材料，在航空航天、汽车、电子工业、化工等领域有较大的应用潜力。但是，镁很活泼，耐蚀性较差，又限制了其广泛应用。通常采用表面处理来提高镁合金的耐蚀性，主要方法包括化学转化、离子注入、有机涂层、阳极氧化、微弧氧化、溶胶．凝胶涂层等。

典型介质中7A04微弧氧化膜的摩擦电化学行为

为研究7A04铝合金微弧氧化膜在典型介质中的耐磨性与耐腐蚀性,制作了处理时间为1、1.5、2h的7A04微弧氧化膜.利用SiC作配副,在全程变向式摩擦磨损试验机上获得了对应的摩擦系数,并采用三电极体系,在3种典型的腐蚀性介质0.3mol/L的H2SO4溶液、质量分数3.5%的NaCl溶液和质量分数3.5%的NaOH溶液中,通过摩擦电化学特性曲线,研究了不同试件在相同润滑条件下对摩擦系数和电化学参数的影响.通过比较试件的X射线衍射谱及SEM形貌分析了7A04表面层磨损的原因.结果表明,微弧氧化膜的耐磨性能、减摩性能显著优于未处理的基体材料,并随处理时间的增加而增强;膜层中α-Al2O3相含量、膜层结构及其耐腐蚀性和耐磨性都与处理时间密切相关.

AZ91D镁合金微弧氧化膜在不同浓度NaCl溶液中的腐蚀行为(英文)

采用微弧氧化技术(MAO)在镁合金 AZ91D 表面制备微弧氧化陶瓷膜。利用电化学技术和浸泡实验研究该镁合金试样在不同浓度(0.1%,0.5%,1.0%,3.5%和 5.0%,质量分数) NaCl 溶液中的腐蚀行为。结果表明,试样的腐蚀速率随着氯离子浓度的升高而增大。在较高浓度(1.0%,3.5%和 5.0%)的 NaCl 溶液中的主要腐蚀形式是点蚀,而在较低浓度(0.1%和 0.5%)中是全面腐蚀。腐蚀过程可以分为两个阶段:亚稳态蚀点的出现和蚀点的生长。根据腐蚀过程中阻抗谱的特点,对镁合金微弧氧化膜试样在不同浓度 NaCl 溶液中浸泡 120 h 提出了不同的等效电路来模拟其腐蚀行为。