氧化膜对玻璃-Kovar合金封接的影响

采用金相、 XRD、 SEM观察分析了 Kovar合金 (铁镍钴合金 )氧化膜的连续性、厚度对封接件的透气率、抗拉强度的影响。结果表明 :合金的预氧化处理能改善玻璃与 Kovar合金的封接性能 ,降低渗漏率 ,提高封接强度 ;氧化膜的连续性 ,致密性对封接有重要作用 ;具有尖晶石型结构的氧化膜对封接有利 ,且氧化膜最佳增重是 3g/ m2 ～7g/ m2 。

可伐合金的可控氧化对封接质量的影响

研究了可伐合金表面氧化膜的类型和厚度对玻璃与可伐合金封接质量的影响。结果表明,氧化膜的类型和厚度直接影响金属与玻璃的封接质量。相对于工厂氧化条件,在可控条件下氧化的可伐合金与玻璃封接后的气密性一致性和可靠性较高。随着氧化膜厚度的增加,玻璃沿引线的爬坡高度逐渐增加,当控制氧化膜厚度不超过1.5μm时,爬坡高度都小于200μm;而结合强度先增加而后逐渐减小,最高结合强度可达到约66 N。当将氧化膜厚度控制在0.5～1.0μm,可以保证产品的封接质量较高。

TC4钛合金厚板电偶腐蚀与防护研究

目的研究TC4钛合金厚板与铝合金、钢之间发生电偶腐蚀的敏感性。方法通过测定TC4钛合金厚板与铝合金、钢组成的电偶对的电偶电流方法,研究TC4钛合金厚板与上述异种材料之间发生电偶腐蚀的敏感性。结果 TC4钛合金厚板与铝合金、钢接触时极易发生电偶腐蚀,不能直接接触使用,必须采取有效的防护措施。对钛合金和铝合金进行阳极氧化处理,可降低电偶腐蚀敏感性;对钛合金进行阳极氧化处理,同时对钢进行电镀镉-钛处理可以在一定程度上降低电偶腐蚀敏感性。结论 TC4钛合金厚板与铝合金及钢的电偶腐蚀敏感性高,表面处理可以有效降低异种材料的电偶腐蚀敏感性。

MAO层厚度对MAO/DLC复合膜层力学性能与摩擦学特性的影响

借助直流脉冲微弧氧化(MAO)电源,采用恒压模式在AZ80镁合金表面制备四种不同厚度MgO陶瓷层,并以此为基,采用离子束复合磁控溅射技术沉积类金刚石碳(DLC)膜,对比研究了四种膜层体系(MAO-1min/DLC、MAO-3min/DLC、MAO-5min/DLC及MAO-10min/DLC)的表面结构特征、力学性能以及摩擦学性能差异。结果表明:随MAO层厚度增加,复合膜层表面微孔的孔径增大,表面粗糙度增加,且表层DLC膜具有颗粒特征,表现为MAO-3min/DLC及MAO-10min/DLC复合膜层具有较高的纳米硬度和弹性模量,且在磨损过程中对应的摩擦系数与磨痕宽度较小,其抗磨损性能优异;各复合膜层体系在磨损过程中摩擦系数均有波动,产生高温氧化,磨痕表面形成了Fe的转移层;MAO层可提高基体对DLC膜的支撑强度,表层DLC膜对磨损界面具有的润滑作用是复合膜层改善镁基体抗磨损性能之原因所在。

氧化膜形状对镍基合金应力腐蚀裂尖应力应变的影响

采用有限元数值模拟手段,分析了裂尖氧化膜在不同曲率下对应力腐蚀裂纹尖端应力应变场的影响。结果表明,随着氧化膜裂尖曲率的不同,氧化膜裂尖Mises应力和基体金属的Mises应力及等效塑性应变规律不同,曲率越大处,越易发生氧化膜破裂;在裂尖正前方,基体金属和氧化膜结合面处,会产生应力突变,易产生裂纹,也是发生裂纹扩展的薄弱区。

AlCoCrCu_(0.5)NiFe高熵合金氧化物薄膜光学特性的研究

目的制备AlCoCrCu_（0.5）NiFe高熵合金氧化物薄膜,并对其光学性能进行表征。方法使用磁控溅射设备在单晶硅片和玻璃上制备AlCoCrCu_（0.5）NiFe高熵合金氧化物薄膜,并对膜进行退火处理。使用椭圆偏振光谱仪对薄膜的光学特性进行分析。结果随着氧含量的增加,折射系数减小。当光波长为633 nm时,折射系数为1.69~2.40。当氧分压为10%,折射率色散曲线在475 nm和600 nm处出现拐点,在600 nm之后折射率随着波长的增大而逐渐减小。当氧分压为30%时,折射率曲线在500 nm和600 nm处出现拐点,在600 nm后折射率趋于稳定。当氧分压为50%时,折射率曲线在525 nm处出现拐点,之后折射率随波长的增大而逐渐增大。在450~550 nm波段内,AlCoCrCu_（0.5）NiFe氧化物薄膜的吸收系数随氧分压的增加而增加。在550~850 nm波段内,薄膜的吸收系数随工作气压的变化趋势不明显。随着氧分压的增加膜的颜色逐渐变深。经过退火处理后,膜的颜色进一步加深。在相同工艺参数的情况下,氧的分压增加,膜厚减小。结论适当减小氧分压,能获得具有高折射率的AlCoCrCu_（0.5）NiFe氧化物薄膜。不同的分压下,AlCoCrCu_（0.5）FeNi氧化物薄膜的吸收系数随波长的增加均存在一个拐点,并且随氧分压的增加,拐点的波长减小。氧含量增加导致氧化物薄膜厚度减小,颜色加深。

可伐合金与玻璃一步封接工艺的研究

研究了玻璃与具有Fe3O4氧化膜的可伐合金的封接工艺。结果表明最佳熔封温度为980℃,熔封时间为30 min。在此基础上,开发出将脱碳、氧化和熔封集于一个升降温周期的一步封接工艺。该工艺是将未氧化的可伐合金和玻坯首先升温至500℃并氧化40 min,而后升温至980℃并保温30 min,最后缓慢降至室温。结果表明,当采用该工艺时,与传统工艺相比不仅能简化操作,而且封接件的封接质量更高、可靠性更好。

铝合金交流电阳极氧化膜的制备工艺研究

以工业纯铝L2为实验试样,通过表面预处理→交流电阳极氧化工艺在其表面制备阳极氧化膜,考察了氧化时间、氧化电压对氧化膜厚度和硬度的影响,并对阳极氧化试样的横截面进行SEM和EDS测试分析。研究表明:电解液成分H2SO4质量浓度为200 g/L、Al2O3质量浓度为1 g/L,交流氧化电压为12 V,温度为(20±1)℃的条件下,可以获得均匀、与基体结合紧密、硬度相对较高的氧化膜;随着氧化时间的增加,膜的厚度增加,但硬度相对降低。

基于GA-BP神经网络的镁合金微弧氧化膜层厚度预测

为直观地检验膜层的质量,建立微弧氧化工艺参数(电流大小、脉冲宽度、氧化时间)与微弧氧化膜层厚度之间的反向传播(BP)神经网络预测模型,其结构为3-10-1(即3个输入神经元,10个隐含层节点,1个输出神经元)。采用遗传算法(GA)优化BP神经网络的初始权值和阈值,构建基于遗传算法神经网络的膜厚预测模型。用GA-BP神经网络对膜厚进行模型仿真,并将仿真结果与BP神经网络模型仿真结果进行对比。结果表明,GA-BP网络模型预测值的平均误差为1.65%,最大误差为9.75%,而BP模型预测结果的平均误差为8.62%,最大误差为13.68%。GA-BP神经网络模型预测精度要优于BP神经网络模型。

基于神经网络的镁合金微弧氧化膜厚动态监测

选择三层结构的BP神经网络,建立镁合金微弧氧化膜厚的映射模型。基于采用带放电回路的脉冲电源进行的镁合金微弧氧化的实验结果,讨论了微弧氧化的几个主要参数对膜层生长的影响关系,从而确定了神经网络的输入参数。通过工艺试验构造了训练与测试样本集。训练得到的BP神经网络的测试结果表明,利用神经网络的方法来实现对膜厚的动态监测是可行的。

GA-BP神经网络的钛合金微弧氧化膜层厚度预测模型的建立

利用正交试验法获得的TC4钛合金微弧氧化实验数据建立了基于4-11-1(即4个输入神经元,11个隐含层节点,1个输出神经元)结构的BP神经网络预测膜层厚度的模型,并引入遗传算法(GA)对其权值和阈值进行优化。以微弧氧化工艺参数中的电流密度、脉冲频率、占空比和氧化时间作为网络的输入向量,氧化膜层厚度作为网络的输出向量,对比和分析了BP与GA-BP模型的预测结果。与BP网络模型相比,GA-BP网络模型稳定性能较好,并能高精度预测膜层的厚度,GA-BP网络模型预测值的平均误差为0.015,最大误差仅为0.036,而BP模型预测结果的平均误差为0.064,最大误差为0.099。

ADC12压铸件卷入氧化膜特征的研究

针对ADC12压铸件的拉伸断口,分析表面氧化膜的形态及其氧元素的含量,对拉伸断口处切割取样,进行了扫描电镜形貌观察和元素含量电子探针显微定量分析,探讨了氧化膜不同的存在特征。结果表明,与孔洞结合的氧化膜中的氧含量相对较高,实验测得单层氧化膜的厚度为1μm。

超厚氧化皮铜及铜合金零件的表面处理

铜及铜合金制品经高温氧化后氧化皮过厚,进行化学抛光处理难度较大。研制出易于操作的低污染快速脱膜-低污染化学抛光-无铬高效钝化工艺。介绍了以上三道工序的规范、溶液配置及维护、工艺条件的影响。该工艺用于超厚氧化皮铜及铜合金零件表面处理,效果较好。

微量稀土对6063铝合金阳极氧化膜厚度的影响

稀土能细化铝合金组织 ,提高其强度和塑性性能 ,对铝合金的后处理非常有益。以添加不同含量稀土的6 0 6 3铝合金为研究对象 ,并对其进行阳极氧化试验 ,系统地研究了不同含量的稀土对阳极氧化膜厚度的影响以及氧化液硫酸浓度、硫酸温度、氧化时间、电流密度及不同的工艺参数对铝合金膜层厚度的影响 ,以获得最佳的添加稀土含量和最合适的阳极氧化工艺参数。结果表明 ,添加稀土的 6 0 6 3铝合金比没添加稀土的 6 0 6 3铝合金有较强的接受极化能力 ,稀土可以明显地提高 6 0 6 3铝合金氧化膜厚度 ,稀土含量以 0 .2 0 %最佳。该含量的稀土 6 0 6 3铝合金获得优质氧化膜的最佳工艺条件为 :硫酸浓度 170g/L ,硫酸温度 18～ 2 2℃ ,氧化时间 4 0min ,电流密度 1.2A/dm2 。

直流电阳极铝氧化膜制备的工艺条件

通过对工业纯铝L2进行直流电阳极氧化来考察氧化时间、氧化电压对氧化膜厚度及硬度的影响,并对经阳极氧化的试样横截面进行SEM和EDS测试分析,结果表明电解液成分H2SO4浓度为200g/L、Al2O3浓度为1g/L,直流氧化电压为10V,氧化时间为40min,温度为20±1℃的条件下,可以获得均匀、与试样基体结合紧密、膜硬度相对较高的的氧化膜。而且随着氧化时间的增加,可以得到相对较大的膜厚度,但膜硬度相对降低。

锆 -4合金包壳长期均匀腐蚀性能研究

在模拟压水堆一回路水条件下,用静态高压釜对锆-4合金进行了8000 h的均匀腐蚀实验,并对氧化膜的厚度进行了测量和计算,对腐蚀增重和均匀腐蚀速率进行了定量评估。结果表明:锆-4合金包壳内外管在模拟压水堆一回路环境下的氧化增重曲线,初始阶段符合立方规律,2500 h后为线性规律。内管在腐蚀时间0~2500 h的氧化增重拟合曲线为y=2.47347 x 1/3;超过2500 h后的拟合曲线为y=9.03343+0.01322 x;外管在腐蚀时间0~2500 h的氧化增重拟合曲线为y=2.47347 x 1/3,超过2500 h后的拟合曲线为y=9.49849+0.01311 x。4.5 a内管氧化膜增厚32.4μm,相当于金属层减薄厚度为20.8μm,远小于锆-4合金内管壁厚的10%。4.5 a外管氧化膜增厚31.5μm,相当于金属层减薄厚度为20.2μm,远小于锆-4合金外管壁厚的10%。考虑到辐照加速腐蚀效应和实际工况,经过4.5 a的模拟反应堆一回路高温高压环境运行,锆-4合金内外包壳管的均匀腐蚀深度均小于包壳名义厚度的10%。

铝合金硬质阳极氧化膜厚度及显微硬度测试方法研究

为了提高铝合金部件的耐磨性能,延长其使用寿命,对铝合金进行硬质阳极氧化处理,试验表明,正确进行氧化膜厚度及硬度测试是确保硬质氧化顺利进行的关键。

铝合金直流电阳极氧化膜的制备

以工业纯铝L2为试样,对其表面经预处理后进行直流电阳极氧化,考察了氧化时间、氧化电压对氧化膜厚度、膜硬度的影响,并对经阳极氧化的试样横截面进行SEM和EDS测试分析。研究结果表明,在电解液成分H_2SO_4的质量浓度为200 g/L、Al_2O_3的质量浓度为1 g/L,直流氧化电压为10 V,氧化时间为40 min,温度为(20±1)℃的条件下,可以获得均匀、与试样基体结合紧密、膜硬度相对较高的的氧化膜。而且随着氧化时间的增加,可以得到相对较大的膜厚度,但膜硬度相对降低。

LED用Al-Mg-Si系铝合金阳极氧化工艺研究

在LED用Al-Mg-Si系铝合金表面制备阳极氧化膜,讨论工艺参数对膜层厚度和硬度和耐腐蚀性的影响.得到工艺优化参数如下:硫酸浓度为120g/L,复合添加剂用量为20g/L,溶液温度20℃,直流电压为21V,氧化时间40 min.优化条件下得到的阳极氧化膜厚度为37μm,耐腐蚀性能指标为182s,硬度为379HV.

铜锌合金表面CeO_(2)颗粒掺杂微弧氧化复合膜层的制备及性能分析

目的提高铜锌合金的耐蚀性,对黄铜表面进行颗粒掺杂微弧氧化(MAO),研究纳米颗粒CeO_(2)对复合膜层性能的影响。方法以Na_(2)SiO_(3)·9H_(2)O、NaOH的混合溶液作为电解液,对铜锌合金进行微弧氧化,以膜层厚度和自腐蚀电流密度为评价指标,对氧化时间、正向电压、反向电压、占空比进行正交试验和极差分析,得到最佳微弧氧化电参数。将CeO_(2)添加到混合电解液中,以制备颗粒掺杂微弧氧化复合膜层。通过SEM、EDS、XRD、动电位极化曲线和电化学交流阻抗测试等手段,研究CeO_(2)纳米颗粒对膜层表面、横截面的微观形貌和成分组成及膜层表面的物相结构和耐蚀性能的影响。结果以自腐蚀电流密度为主要评价指标,兼顾膜层厚度,通过正交试验和极差分析,得到了铜锌合金微弧氧化最佳电参数组合,氧化时间为80 min,占空比为20%,正向电压为550 V,反向电压为5 V。未添加CeO_(2)的黄铜试件,微弧氧化膜层表面存在粗糙多孔的结构;掺杂纳米颗粒CeO_(2)后,复合膜层表面变得更为平整,表面粗糙度Ra值从3.883μm降至3.331μm,孔隙率也由颗粒掺杂前的35.11%降至32.98%。随着CeO_(2)颗粒的掺杂,膜层表面的C、O、Si、Ce元素增加,Cu、Zn元素下降,膜层表面的物相主要由CuO、ZnO、CeO_(2)和SiO_(2)组成。纳米颗粒CeO_(2)掺杂前后,膜层均与黄铜基体结合紧密,无明显裂缝。沿着膜层表面向基体方向,Cu和Zn元素含量短暂上升后保持平稳,而O和Si元素含量变化情况为先增加、后减小至消失。颗粒掺杂前,MAO膜层的自腐蚀电流密度J_(corr)为8.095×10^(-4)A/cm^(2),掺杂纳米颗粒CeO_(2)后,J_(corr)为7.402×10^(-5)A/cm^(2)。两者与黄铜基体的J_(corr)(1.236×10^(-2)A/cm^(2))相比,分别下降了2、3个数量级。结论对铜锌合金进行微弧氧化可以在合金表面制得多孔且有良好耐蚀性的陶瓷膜层。纳米颗粒CeO_(2)的掺杂,能够有效改善铜锌合金微弧氧化膜层的多孔结构,降低孔隙率,阻碍外界腐蚀离子的侵入,增强膜层的耐腐蚀性能。