钛表面阴极微弧电沉积制备氧化铝涂层

采用阴极微弧电沉积在钛表面生成了厚度达100μm的氧化铝涂层,研究了不同电压下涂层的结构和组成,分析了涂层的生长规律和形成过程.结果表明:阴极微弧电沉积过程包括火花前、微弧和局部弧光三个阶段,期间伴随有Al(NO3)3的离解、Al(OH)3的沉积与高温烧结等反应,微弧区产生的高温高压是形成Al2O3涂层的关键.涂层主要由γ-Al2O3和α-Al2O3组成,随电压升高,α-Al2O3的含量逐渐增加,在400V时其含量达76%.

溶液配比及电参数对钛阴极微弧电沉积氧化铝涂层的影响

用阴极微弧电沉积在钛表面生成Al2O3涂层,探讨溶液组成、放电电压及时间对涂层形貌、相组成及生长速率的影响。结果表明:涂层由αAl2O3和γAl2O3组成。随溶液中Al(NO3)3含量的增加,αAl2O3含量和涂层生长速率均先增后减。电导率决定了Al(NO3)3的摩尔浓度为0.2mol/l时是较佳值。乙醇与水的体积比对溶液的起弧影响很大,过高的含水量因溶剂效应大而不利于阴极微弧电沉积。随电压升高,涂层的生长速率增加,αAl2O3的含量增加。400V时,αAl2O3含量可达76%。延长放电时间,涂层的生长速率亦先快后慢。120min时,涂层厚度可达100μm。

钛合金表面阴极微弧电沉积Al_2O_3-SiC复合涂层

通过高温烧结法在TC4钛合金表面制备了起弧阻挡层,然后采用阴极微弧电沉积工艺在TC4钛合金表面制备了Al2O3-SiC复合陶瓷涂层,重点研究了复合陶瓷涂层的制备工艺及影响因素,并采用扫描电镜、能谱仪等观测了起弧阻挡层及复合陶瓷涂层的表面微观形貌及成分组成。结果表明,阴极微弧电沉积技术能够在钛合金表面制备出Al2O3-SiC复合涂层,且起弧阻挡层至关重要,为起弧必备条件,SiC在Al2O3基体中的分散性较好,涂层较厚且分布均匀。

阴极微弧电沉积表面处理钛的高温氧化行为(英文)

在0.4mol/lAl(NO3)3乙醇溶液中,采用阴极微弧电沉积方法在纯钛表面制备出80μm厚的氧化铝涂层。研究了钛及其镀膜样品在973K的高温氧化行为,并分析了它们恒温氧化后的组织、成分和相组成。结果表明,具有氧化铝涂层的钛在973K的氧化速率降低了4倍,恒温氧化后涂层的形貌和相组成几乎保持不变。涂层/钛界面附近的较薄氧化铝致密层对抑制氧和钛原子的扩散起重要作用。阴极微弧电沉积是提高钛抗氧化性能的有效方法之一。

HR-2钢表面阴极微弧电沉积氧化铝陶瓷涂层的组织结构及其性能研究

以0.8mol·L-1 Al(NO3)3·9H2O的乙醇溶液为电解液,用阴极微弧电沉积的方法在HR-2钢表面制备出厚度约为69μm的氧化铝陶瓷涂层,通过扫描电子显微镜(SEM)观察了涂层的表面和截面形貌,通过X射线能量色散谱(EDS)及X射线衍射仪(XRD)分析了涂层的成分以及相组成,通过电化学综合测试系统分析了涂层的电化学腐蚀性能,结果表明:涂层表面粗糙多孔,与基体呈犬牙咬合状结合;涂层主要由α-Al2O3和γ-Al2O3组成;涂层中含有少量的Fe元素,表明膜/基界面附近的基体在微弧放电的作用下也参与了成膜;沉积氧化铝涂层后,样品的腐蚀电流密度降低了1个数量级,耐腐蚀性能得到提高。

不锈钢表面阴极微弧电沉积氧化铝膜层的性能

以0.4 mol/L Al(NO_3)_3乙醇溶液为电解液,用阴极微弧电沉积方法在304不锈钢表面制备了80μm厚的氧化铝膜层。分析了膜层的形貌、成分和相组成,测试了膜层的抗高温氧化和电化学腐蚀性能。结果表明.电沉积膜层由γ-Al_2O_3和α-Al_2O_3组成。膜层中含有少量的Fe、Cr、Ni元素,表明膜/基界面附近的不锈钢基体在微弧放电作用下也参与氧化铝膜层的沉积和烧结过程。氧化铝膜层使不锈钢在800℃恒温氧化速率明显降低,表明其抗高温氧化性能得到提高。同时,其腐蚀电位正向移动,腐蚀电流密度降低1个数量级,表明其耐腐蚀性能得到提高。

阴极微弧电沉积钇稳定氧化锆涂层

提出了一种新颖的阴极微弧电沉积技术（CMED）.利用该技术在FeCrAl合金上制备出厚的钇稳定氧化锆（YSZ）涂层.研究结果表明,在试样上预先沉积YSZ薄膜,施加高压电脉冲时可以导致微弧放电;在微弧的作用下可以获得厚度达 300μm具有晶态结构的 YSZ涂层;高压电脉冲的电压值和频率决定了沉积涂层的厚度;电解液中添加硝酸钇时,发生ZrO2和Y2O3的共沉积,可使涂层中的t-ZrO2,t’-ZrO2和c-ZrO2稳定到室温;提高电解液中Y（NO3）3的含量可以降低涂层中m-ZrO2的相对含量.研究了阴极微弧电沉积YSZ涂层的微观结构,分析了阴极微弧电沉积的基本过程及机理.

贫铀表面阴极微弧电沉积氧化铝涂层的研究

以1.0 mol/L Al(NO_3)_3·9H_2O的乙醇溶液为电解液,用阴极微弧电沉积的方法在贫铀表面制备出厚度约为65μm的氧化铝陶瓷涂层。通过扫描电子显微镜(SEM)观察了涂层的表面和截面形貌,通过X射线衍射仪(XRD)及X射线能量色散谱(EDS)分析了涂层的成分以及相组成,通过电化学综合测试系统分析了涂层的电化学腐蚀性能。结果表明:涂层表面粗糙多孔,与基体呈犬牙咬合状结合;涂层主要由α-Al_2O_3和γ-Al_2O_3组成;涂层中含有少量的U元素,表明膜/基界面附近的贫铀基体在微弧放电的作用下也参与了成膜;沉积氧化铝涂层后,样品的腐蚀电流密度降低了2个数量级,耐腐蚀性能得到大幅度提高。

阴极微弧电沉积制备Al_2O_3陶瓷层技术研究进展

阴极微弧电沉积技术是一种在材料表面通过微弧放电沉积陶瓷层的表面处理技术,利用该技术可以在金属及非金属表面生成耐磨、耐蚀性能优异的陶瓷膜层。本文介绍了阴极微弧电沉积技术的研究现状以及应用阴极微弧电沉积技术制备Al2O3陶瓷层的方法和基本原理,并且对阴极微弧电沉积技术的影响因素进行了总结,阐述了阴极微弧电沉积技术的应用前景和存在的问题。

双极性微弧电沉积电源系统研制

为满足微弧氧化和阴极微弧电沉积两种涂层制备工艺的共同需求,设计了一种双极性直流脉冲电源系统,该电源系统由主回路和控制系统组成,主回路采用两级结构,前级为三相全桥整流部分,包括三相全桥晶闸管整流电路及其触发电路,输出连续可调的直流电压;后级为逆变电路,包括全桥逆变电路,驱动电路以及脉冲波形发生器的设计,保证输出频率、占空比可调的双极性脉冲波形;控制系统采用双闭环结构,内环为电压环,外环为电流环,采用PI控制算法,实现恒流、恒压控制。

“液相等离子体电解新技术”专题序言

液相等离子体电解技术基于液相放电产生高温等离子体,对轻金属和钢铁等金属材料进行表面改性,形成氧化膜、沉积层或渗层,显著提高材料的耐磨、耐蚀等性能。目前,基于阳极放电的铝、镁、钛等阀金属等离子体电解氧化(即微弧氧化技术)逐渐成熟,氧化工艺、性能和机理研究论文大量发表。除阀金属微弧氧化外,等离子体电解技术还包括等离子体电解渗(碳氮硼)、等离子体电解抛光和清洗、等离子体电解氟化、阴极微弧电沉积、阴极等离子体电解氧化等工艺,也包括铁基、铜基材料等非阀金属微弧氧化。