ZrO_(2)纳米颗粒含量对AZ91D镁合金微弧氧化膜耐蚀性的影响

为了提高AZ91D镁合金的耐蚀性能,利用单极性脉冲电源制备具有不同ZrO_(2)纳米颗粒含量的微弧氧化膜层,研究纳米ZrO_(2)颗粒对AZ91D镁合金微弧氧化膜层耐蚀性的影响。采用扫描电子显微镜观察复合膜层的表面及截面形貌;同时利用X射线衍射仪分析不同ZrO_(2)纳米颗粒含量的膜层中的相组成;测试样品的电化学腐蚀性能。结果表明:当电解液中加入1 g/L ZrO_(2)颗粒时,纳米ZrO_(2)颗粒能够渗入微弧氧化膜层之中,封闭膜中原有的微孔和微裂纹等缺陷,膜层表面质量较好;随着电解液中ZrO_(2)颗粒含量由2 g/L增加到3 g/L时,膜层的裂纹明显增多,导致腐蚀介质容易进入膜层发生腐蚀,耐蚀性能下降;在电解液中添加纳米ZrO_(2)颗粒时,1~3 g/L范围内添加1 g/L ZrO_(2)纳米颗粒的微弧氧化膜层的耐蚀性能最好。

超声波辅助铁基体电沉积Zn-Ni-P/纳米ZrO_(2)复合镀层及性能研究

通过电沉积并辅助超声波振荡在铁基体上制备出Zn-Ni-P/纳米ZrO_(2)复合镀层。研究了镀液中ZrO_(2)颗粒浓度对复合镀层中ZrO_(2)颗粒含量以及复合镀层表面形貌、相结构、硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明:随着镀液中ZrO_(2)颗粒浓度从5 g/L增加至30 g/L,ZrO_(2)颗粒含量呈现先升高后降低趋势,复合镀层的形貌特征发生变化,导致硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能存在差异,但不同复合镀层的相结构无明显差异,都含有单质Zn、Ni_(5)Zn_(21)和ZrO_(2)相。镀液中ZrO_(2)颗粒浓度为20 g/L时,复合镀层中ZrO_(2)颗粒含量达到10.43%,该复合镀层的晶粒细小且结合紧密,表现出良好的致密性,硬度达到503.5 HV,平均摩擦系数和磨损失重仅为0.48和3.42 mg,电荷转移电阻和低频端阻抗值分别达到6.34×10^(3)Ω·cm^(2)和6.84×10^(3)Ω·cm^(2),其性能与Zn-Ni-P合金镀层相比显著提高。适当增加镀液中ZrO_(2)颗粒浓度有利于提高复合镀层中ZrO_(2)颗粒含量,使复合镀层的晶粒明显细化且致密性改善,具有较强的阻碍局部塑性变形和承载能力,并且能有效抑制电化学腐蚀,从而表现出更好的性能。

ZrO_(2)颗粒含量对2A12铝合金微弧氧化膜耐蚀性的影响

为了提高2A12铝合金微弧氧化膜层的耐蚀性,利用非对称双极性脉冲电源制备具有不同纳米ZrO_(2)颗粒含量的微弧氧化复合膜层,研究了纳米ZrO_(2)颗粒对2A12铝合金微弧氧化膜层耐蚀性的影响.采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、电化学工作站等仪器对复合膜层进行分析测试.结果表明:当电解液中加入1 g/L的ZrO_(2)颗粒时,复合膜层中的自腐蚀电流密度最小,极化电阻值最高,耐蚀性最好;当复合膜层中ZrO_(2)颗粒含量由2 g/L增加到3 g/L时,复合膜层中形成的裂纹明显增多,复合膜层的耐蚀性下降.

粉末冶金制备ZrO_(2)颗粒增强镁基复合材料的组织和磨损性能

采用粉末冶金法制备了不同质量分数氧化锆(ZrO_(2))颗粒增强的AZ91镁基复合材料,并采用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和硬度仪等手段研究了该复合材料的微观组织、硬度、密度和耐磨性。结果表明:ZrO_(2)颗粒在一般条件下都可能发生凝聚。除ZrO_(2)外,复合材料的结构内还包含Mg和Mg_(17)Al_(12)。加入ZrO_(2)颗粒能够有效的提高ZrO_(2)/AZ91复合材料的硬度和耐磨性;30wt%ZrO_(2)/AZ91复合材料的硬度为108.7 HV,相比基体AZ91合金,硬度提高了约22%。在20N载荷下,30 wt%ZrO_(2)/AZ91复合材料的磨损率为176.2 mm^(3)/(N·m),相比基体AZ91合金,磨损率降低了约28%。复合材料主要的磨损机制为磨粒磨损和氧化磨损。

高耐蚀、耐磨性化学镀Ni-Cu-P/ZrO_(2)层的响应面设计制备

提高铁合金表面化学镀Ni-Cu-P层的耐蚀性与耐磨性对拓展其应用领域具有重要意义。在化学镀Ni-Cu-P的基础上,加入纳米ZrO_(2)颗粒,研究复合镀层耐蚀性与耐磨性。以孔隙率作评价指标,用响应面试验设计(RSM-BBD)优化镀液配方,制备Ni-Cu-P/ZrO_(2)复合镀层。用电化学工作站、摩擦磨损试验机等对镀层的耐蚀性与耐磨性进行检测。结果表明:加入1.56 g/L纳米ZrO_(2)后,镀层的孔隙率从0.12 N/cm^(2)降至0.04 N/cm^(2);硬度从479.1HV升至522.5HV;腐蚀电位从-0.637 V正移至-0.6 V;电流密度从2.443×10^(-5)A/cm^(2)降至1.514×10^(-5)A/cm^(2);摩擦因数从0.590升至0.622;磨损率从18.56×10^(-4)mm^(3)/(N·m)降至3.433×10^(-4)mm^(3)/(N·m),磨痕比Ni-Cu-P镀层浅。在镀液中添加纳米粒子ZrO_(2)可显著提高复合镀层的耐蚀性与耐磨性。