植酸添加剂对6061铝合金微弧氧化膜层性能的影响

目的提高6061铝合金微弧氧化膜层的性能。方法在电解液中加入5 m L/L的植酸,对6061铝合金表面生成的微弧氧化膜层进行改性。记录微弧氧化过程中的电压-时间曲线,采用SEM、EDS、XRD、电化学工作站、马弗炉等仪器设备,研究了植酸的添加对微弧氧化膜层微观结构、元素组成、相组成、耐蚀性、抗热震性等特性的影响。结果添加植酸后,微弧氧化电压从526 V提高到538 V,微弧氧化放电更加均匀,微弧氧化膜层的生长速率增加,膜层厚度从9.3μm增加到13.6μm。放电微孔孔径减小,数量增多,膜层致密均匀,膜层结合力从3.2 N提高到3.9 N,显微硬度增加了39.2HV。植酸中的磷酸根基团和羟基可与基体电离出的Al;结合生成植酸铝,使膜层中的C、P元素比例提高,Al元素比例降低。微弧氧化过程中,基体中的Al转变成γ-Al_(2)O_(3)和α-Al_(2)O_(3),添加植酸后,γ-Al_(2)O_(3)和α-Al_(2)O_(3)的衍射峰强度提高。膜层的腐蚀速率从1.085×10^(-2)mm/a降低到1.565×10^(-3)mm/a,其耐蚀性能提高,同时具有良好的抗热震性能。结论植酸的添加优化了微弧氧化膜层的结构,提高了膜层的厚度、显微硬度和膜层结合力,同时改善了膜层的耐蚀性能和抗热震性能。

热输入对TC4钛合金微弧氧化膜层性能的影响

目的研究热输入对TC4钛合金微弧氧化膜层性能的影响,控制微弧氧化过程中的能量消耗。方法在TC4钛合金表面制备微弧氧化膜层时,通过改变热输入来形成不同的热效应,采用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪分析在不同热输入下所制备膜层的表面形貌、截面形貌、元素分布和相组成,测试热输入对TC4钛合金微弧氧化膜层耐磨性和耐蚀性的影响。结果热输入影响了膜层生成过程中的离子传输,提高了膜层中Ti原子与O原子的比值,有利于TiO_(2)膜层的生成,但过高的热输入会使参与反应的Ti、O原子减少,从而降低膜层的生长速率。膜层的厚度随着热输入的增大先由18.53μm增加至21.56μm,随后减小至17.67μm,膜层主要相的组成为Rutile、Anatase及少量SiO_(2)。通过改变热输入提高了膜层的耐腐蚀性能,其腐蚀速率从4.516×10^(-3) mm/a逐渐减小至3.109×10^(-4) mm/a。膜层表面的耐磨性能随着热输入的增大呈先增加后降低的趋势。结论当热输入为140 W时,膜层的厚度最高,耐磨性能最佳,同时具备良好的耐腐蚀性能。