石墨烯浓度对AZ31镁合金车板表面MAO涂层组织演变的影响

通过超声分散获得石墨烯分散液,添加到锆盐体系电解液中,采用微弧氧化技术,在AZ31镁合金表面制备微弧氧化膜。采用扫描电镜、能谱仪对MAO涂层微观结构进行分析,采用X射线衍射对MAO涂层物相组成进行分析,采用电化学工作站测量MAO涂层在3.5%NaCl溶液中的极化曲线,并对其耐蚀性进行分析。结果随着石墨烯浓度增加,MAO涂层微孔中的C含量先增加后减小,微孔外的C含量增加,MAO涂层表面孔径和粗糙度先减小后增加,孔隙率增加,厚度几乎没有变化。并且石墨烯浓度对MAO涂层相成分没有影响,主要相组成为ZrO2、Mg2Zr5O12与MgO。

6A16铝合金车身表面TiC/MAO涂层的组织及耐蚀性能分析

为了提高6A16铝合金的耐蚀能力,实现对微弧氧化涂层微观组织结构与成分的精确调控,采用微弧氧化技术及水热法在6A16铝合金表面制得TiC/MAO复合涂层,并通过试验测试方法对制备参数进行优化,获得了水热法制备复合膜的最优参数为:溶液pH值8,反应时间24 h,反应温度180℃。当pH=8时形成了致密的TiC膜,试样达到了最低的腐蚀电流、最大的腐蚀电位,表现出优异的耐蚀能力。将反应时间增至24 h时,在试样表面形成了更多的水滑石,只形成了颗粒状的外形,并未形成片状结构。此时达到了更小的腐蚀电流,同时腐蚀电位进一步提升,获得了更优的耐蚀能力。提高反应温度至180℃后,在试样表面产生了更多的TiC,获得了致密的TiC组织,形成了明显的片层外形特征,微孔数也发生了减小,此时表现出优异的钝化性能,腐蚀电流也很低。

AZ91镁合金和MAO涂层的点蚀行为研究

采用循环极化曲线研究了AZ91镁合金及其表面微弧氧化(MAO)涂层在3.5%NaCl溶液中的点蚀行为。采用光学显微镜和扫描电镜观察循环极化不同阶段的点蚀形貌,探讨了点蚀在AZ91镁合金和MAO涂层上的萌生和扩展机制。结果表明,合金上点蚀倾向于在α-Mg相上萌生,而涂层上点蚀在多孔结构和裂纹处萌生,合金和涂层上点蚀的初始形态均为开口的“火山口”形貌。合金上点蚀坑中沉积一层腐蚀产物层对点蚀产生一定钝化效果,导致了点蚀在合金上横向扩展。而涂层上点蚀造成涂层的剥离和腐蚀产物的溶解,无法对点蚀形成钝化效果,导致点蚀在涂层上向纵深扩展。点蚀在循环极化过程中持续扩展的微观形貌验证了合金和涂层的循环极化曲线上出现正的滞后环,而不同的点蚀扩展现象也验证了涂层上较大的滞后环面积。

ZK60合金表面含纳米Y_(2)O_(3)微弧氧化涂层的体外降解、磨损性能和生物相容性

为了进一步降低镁合金微弧氧化(MAO)涂层的降解速率并提高其耐磨性能,通过在电解液中加入纳米Y_(2)O_(3)的方法,制备含纳米Y_(2)O_(3)的镁合金MAO涂层,并借助显微结构观察、磨损实验、电化学实验、浸泡实验和细胞毒性实验对其进行研究。结果表明,微弧氧化涂层中主要含有Ca_(8)YMg(PO_(4))_(7)和Y_(2)O_(3)颗粒,Ca_(8)YMg(PO_(4))_(7)能稳定涂层,纳米Y_(2)O_(3)能封闭微孔,从而降低涂层的降解速率,并提高其耐磨性。在Hank’s溶液中,涂层的降解速率从0.14 mm/a降至0.06 mm/a。在相同摩擦距离下,涂层体积损失从0.46 mm^(3)降至0.27 mm^(3)。MAO涂层具有良好的生物相容性,细胞相对增殖率(RGR)超过90%。含纳米Y_(2)O_(3)的MAO涂层具有良好的生物医学应用前景。

水热处理后TC4钛合金微弧氧化涂层的润湿性和电化学性能分析

针对TC4钛合金耐腐蚀性偏低、生物相容性差等问题,本试验利用微弧氧化(MAO)技术在TC4钛合金表面制备陶瓷涂层,结合水热合成技术在TC4钛合金涂层中引入具有生物活性的羟基磷灰石层,探究水热合成液浓度变化对TC4钛合金涂层的润湿性能和电化学行为的影响。利用XRD、SEM、润湿角测量仪、激光共聚焦显微镜以及电化学工作站等对TC4钛合金MAO涂层的相组成、表面形貌、润湿角、表面粗糙度、电化学性能等进行表征。研究结果表明:随着水热合成液浓度增加,TC4钛合金MAO涂层中金红石相TiO_2含量有所提高,羟基磷灰石(HA)相含量逐渐增加。水热合成液浓度的变化对TC4钛合金MAO涂层表面粗糙度的影响不大,粗糙度在1~2μm范围内。在水热合成处理后,TC4钛合金涂层的极化曲线会向正电位方向移动,腐蚀电位增加,腐蚀电流密度降低,降低幅度约为一个数量级。

镁合金微弧氧化涂层上化学镀铜层的显微组织和导电性

为了赋予镁合金微弧氧化(MAO)涂层以导电特性,对MAO涂层进行化学镀铜处理。通过测试镀层的显微组织、耐蚀性和导电性,研究镀覆温度和络合剂浓度对化学镀铜层性能的影响。结果表明,最优镀覆温度为60℃,最佳络合剂浓度为30 g/L。在此条件下,可获得完整、致密的镀层。分析镀层在镁合金MAO涂层上的形成机制,提出镀覆过程的三阶段模型。镀后试样的表面方阻在经历第三阶段后降低至0.03Ω/。通过化学镀铜,MAO样品在未明显降低耐蚀性的同时获得了良好的导电性。

镁合金微弧氧化膜腐蚀电流密度关联过程参量间关系的预计模型

目前,将量钢分析用于镁合金微弧氧化膜腐蚀电流密度关联过程参量预计模型较为罕见。根据镁合金微弧氧化过程参数脉冲频率f、电压U、氧化时间t、电解液浓度ρ和腐蚀电流密度Jcorr之间关联的量,通过量纲分析,构造了"时间因数"、"第一构造体积量"和"第二构造体积量",分别建立了4参量的预计模型(模型Ⅰ)、2参量的预计模型(模型Ⅱ、模型Ⅲ),利用回归法得到了相应的关联式,并计算了关联式的相对残差。结果表明:3种模型中,当Jcorr较小时,模型Ⅱ的方案较好;当Jcorr较大时,模型Ⅲ的方案较好;所建模型有助于指导材料耐腐蚀性能与制备工艺参数之间关系的试验方案设计。