溶胶-凝胶技术在铝合金表面处理中的研究进展

采用溶胶-凝胶(Sol-gel)方法可以在材料表面制备各种Sol-gel无机物膜层,以赋予材料新的使用性能。综述了溶胶-凝胶技术在铝和铝合金的表面涂层制备以及在铝合金阳极氧化膜封闭方面的应用现状,指出溶胶-凝胶技术在铝合金表面处理方面是又一重要的绿色环保、有效的新技术。

表面活性剂对镍-磷-纳米氧化铝复合镀的影响

研究了阴离子型表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠)和阳离子型表面活性剂(三乙醇胺)对镍-磷-纳米氧化铝复合镀性能的影响.讨论了表面活性剂的种类、加入量对沉积速度、镀层的硬度和耐磨性能的影响.通过扫描电镜(SEM)观察各种复合镀层形貌,利用能谱仪(EDS)测量镀层中纳米A l2O3粒子的复合量.结果表明:纳米复合化学镀液中两种阴离子型表面活性剂的较佳加入量均为50 mg/L,阳离子型表面活性剂较佳加入量为100mg/L;采用阳离子表面活性剂时所得镀层的纳米粒子复合量较大,镀速快,耐磨性能好且纳米氧化铝分散较均匀;相比化学镀N i-P和微米A l2O3复合化学镀N i-P工艺所得镀层,纳米复合镀层具有较高的硬度和较好的耐磨性.

铝合金阳极氧化膜的勃姆石溶胶封闭

将铝合金阳极氧化膜浸入勃姆石（AlOOH）溶胶中进行封闭。以溶胶封闭膜表面密度、磷？铬酸质量损失、酸性点滴实验、染色实验为评价标准,对溶胶封闭进行了正交实验,然后研究溶胶的pH值、试片浸入溶胶时间对封闭膜表面密度和磷？铬酸质量损失的影响,获得如下的较优工艺条件：溶胶pH值为4.5-5.5,试片浸入溶胶时间为30 min,烘干封闭膜的温度为80℃,烘干时间为6 h。溶胶法封闭后膜的点滴试液变色时间可达33 min,磷-铬酸质量损失低于3 g·m^-2。极化曲线显示溶胶封闭膜的腐蚀电流密度比重铬酸盐封闭膜的降低2个数量级,其原因是溶胶不仅封闭了氧化膜的孔隙,而且在氧化膜的表面形成溶胶凝胶涂层。

6种铝阳极氧化无铬封孔膜的性能比较

为了消除铝阳极氧化膜高耐蚀封孔液中六价铬对环境的污染,对LY12铝合金阳极氧化膜分别进行勃姆石溶胶封孔、硝酸铈溶液封孔、Ni2+-Co2+盐高温水解封孔、Co2+-三乙醇胺常温封孔和Ni2+-F--Zn2+盐常温封孔,测试无铬封孔膜的膜重,磷铬酸酸浸失重,酸性点滴液变色时间,并进行染色试验,然后与沸水封孔、重铬酸钠封孔工艺做对比。结果表明,无铬封孔方法中勃姆石溶胶法制得的封孔膜的点滴液变色时间最长为36min,酸浸失重量最小为2.45g/m2,且封孔膜染色后膜颜色最浅;极化曲线和电化学阻抗谱显示封孔膜的耐3.5%NaCl腐蚀性由强到弱依次为:勃姆石溶胶封孔膜>重铬酸钠封孔膜>Ni2+-F--Zn2+封孔膜>沸水封孔膜>Ni2+-Co2+封孔膜>硝酸铈封孔膜>Co2+-三乙醇胺封孔膜,且盐水中溶胶封孔膜的腐蚀电流密度比重铬酸钠封孔膜的低2个数量级。

AZ61镁合金无铬阳极氧化新工艺

为了减少环境污染和降低能耗,开发了一种高效环保的ZA61镁合金低压直流阳极氧化新工艺,采用电化学方法研究了氧化工艺参数对膜层耐蚀性的影响,获得了最佳工艺配方及参数为:100g/LNaOH,30g/LAl(OH)3,34g/LNH4HF2,34g/LNa3PO4,电流密度0.03A/cm2,最终电压DC150V,室温,阳极氧化时间600s。耐蚀性测试结果表明,相对于AZ61镁合金基体和广泛应用的DOW17氧化膜,本工艺最佳参数下所得阳极氧化膜的腐蚀电位和点蚀电位均有明显提高,腐蚀电流密度显著下降,约为未处理AZ61镁合金的1/110,DOW17膜层的1/4。

基体温度对磁控溅射TiN薄膜结构与力学性能的影响

采用直流反应磁控溅射方法在304不锈钢表面沉积TiN薄膜.利用场发射扫描电镜、X射线衍射仪和纳米压痕仪研究基体温度对TiN薄膜结构与性能的影响.结果表明:TiN薄膜为柱状结构,表面平整、致密.薄膜为面心立方结构(fcc)TiN并存在择优取向,室温和150℃时薄膜为(111)晶面择优取向,300和450℃时薄膜为(200)晶面择优取向;室温时薄膜厚度仅为0.63μm,加温到150℃后膜厚增加到1μm左右,但继续加温对膜厚影响不明显;平均晶粒尺寸随着基体温度的升高略有上升;薄膜的硬度、弹性模量和韧性(H3/E*2)随基体温度的升高而增加,最值分别达到25.4,289.4和0.1744GPa.

基体温度对磁控溅射TiN薄膜电化学性能的影响

采用直流反应磁控溅射方法在AISI 304不锈钢和Si(100)表面沉积了TiN薄膜,利用场发射扫描电镜、X射线衍射仪和电化学技术研究了基体温度对TiN薄膜结构与电化学性能的影响。结果表明:TiN薄膜为柱状结构,表面平整、致密,但基体温度高于300℃时膜表面存在微裂纹。薄膜为面心立方结构δ-TiN并存在择优取向,室温和150℃时的薄膜择优取向为(111)晶面,300℃和450℃时为(200)晶面;基体为室温时薄膜厚度为0.63μm,温度提高到150℃后膜厚增加到1μm左右,但继续升温对膜厚影响并不明显。薄膜在NaCl溶液中的腐蚀为点蚀,基体温度为150℃时的TiN薄膜具有最高的开路电位和点蚀电位以及最低的腐蚀速率,因此具有最佳的耐蚀性。