电流密度对AlSi7Mg0.3铝合金微弧氧化陶瓷层性能的影响

以采用微弧氧化技术在AlSi7Mg0.3铝合金表面制备的陶瓷层为研究对象,利用XRD和SEM等手段分析了陶瓷层的相组成及表面形貌,探讨了电流密度对成膜速率、膜层结构的影响,借助拉伸实验研究了陶瓷膜与基体的结合强度.研究结果表明:电流密度过大会使陶瓷层成膜速率加快、表面质量下降、结合力降低;微弧氧化陶瓷层主要由γ-Al_2O_3、α-Al_2O_3和少量Al_2(SiO_4)O组成,电流密度的变化会导致陶瓷层内γ-Al_2O_3和α-Al_2O_3的含量变化,在一定范围内,电流密度越高,γ-Al_2O_3的含量越多,陶瓷层性能越好;陶瓷层界面结合强度随着电流密度增加而增加,但过大的电流密度反而导致界面结合强度减小.     

微弧氧化对7050铝合金腐蚀行为的影响

采用微弧氧化(MAO)技术在7050铝合金表面制备了陶瓷膜层,运用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)表征陶瓷膜微观结构,采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)和慢应变速率拉伸试验(SSRT)研究了微弧氧化膜对7050铝合金在3.5%(质量分数)NaCl水溶液中腐蚀和应力腐蚀开裂(SCC)行为的影响.结果表明:微弧氧化膜层由表面疏松层与内部致密层组成,表面疏松层主要由Al2O3组成,内部致密层由氧化铝与铝烧结而成.微弧氧化膜层可以有效抑制7050铝合金表面的腐蚀萌生及明显降低腐蚀速率,且使7050铝合金的应力腐蚀敏感性出现显著下降.     

影响铝合金微弧氧化成膜效率的因素分析

为了解决目前微弧氧化技术中存在的高电能消耗及低处理效率问题,采用低能耗微弧氧化工艺在铝表面制备氧化物陶瓷膜层,测量并分析电解液成分和质量密度、工艺条件对成膜效率的影响,研究了影响铝合金微弧氧化成膜效率的因素和作用机理,提出了降低工艺能耗的技术途径.结果表明:通过改变添加剂成分和质量浓度、脉宽、峰值电压和处理时间等工艺参数可以有效提高陶瓷膜层沉积效率.在制备过程中平均电流密度均能控制在1 A/dm2以下,平均单位成膜效率为2.8~3.2 kW.h/(m2.μm),获得膜层厚度为25~30μm.所制备的氧化铝陶瓷层的相结构、厚度、粗糙度和硬度等参数与通常微弧氧化技术制备的陶瓷膜相似.     

铝酸盐体系中镁合金微弧氧化膜的性能

利用交流微弧氧化装置对铝酸盐体系中的AZ91D镁合金进行了微弧氧化处理，并通过扫描电镜、表面性能测试仪和电化学测试技术等研究了氧化时间和电流密度对微弧氧化膜层表面形貌、厚度、耐蚀性、摩擦磨损性能和结合力的影响．实验结果表明，随着氧化时间和电流密度的增大，在铝酸盐体系中镁合金微弧氧化膜层表面微孔的数量减少，但微孔直径和表面粗糙度增大．微弧氧化膜层的厚度约为4-16μm；膜层与基体的结合力均在20N以上．微弧氧化膜层的耐磨性和耐蚀性随氧化时间和电流密度的增大呈先升高后降低的趋势．镁合金在铝酸盐体系中微弧氧化处理的最佳工艺为氧化时间40min、电流密度0．20A／cm^2.     

铸造纯钛表面微弧氧化工艺研究

微弧氧化技术可以有效地改善钛合金的表面性能.实验以Na3PO4·12H2O为电解质对铸造纯钛进行微弧氧化.结果表明,不同电压的微弧氧化效果不同,铸造纯钛的微弧氧化的最佳工艺参数为电压275V,电解质浓度15g/L,时间15min.纯钛微弧氧化后表面为一层为致密和一层带有微孔的双层TiO2氧化膜,氧化膜是由于火花放电和排出气体形成的.     

微弧氧化锻铝表面形成陶瓷膜的工艺研究

用自行研制的微弧氧化电源在锻铝表面生成了氧化物陶瓷膜.观察了膜层表面形貌,测试了表面硬度,探讨了微弧放电对陶瓷膜和基体性能组织的影响.结果表明：锻铝表面的陶瓷膜随氧化时间的延长而增厚,但随氧化时间的继续增加膜层不再增厚;陶瓷膜的表面硬度是基体硬度的10倍以上,大大提高了材料表面的耐磨、耐蚀特性.     

不同硅含量铝合金的微弧氧化及膜层特性研究

分别对含硅量为0.5%、5.0%、9.0%和12.0%的4种铝合金在不同微弧氧化(MAO)模式下处理15 min的成膜过程、膜层特征及能耗等进行了研究,通过SEM、EDS、XRD等对膜层进行了表征.结果表明:恒流条件下,随基体中硅含量的增加,合金的正向电压上升速率逐渐减缓,起弧前的等待时间显著延长,起弧电压和放电反应阶段的电压值也逐渐减小,膜层的平均生长速率明显下降,膜层表面的放电通道孔数目逐渐增多;恒压条件下,基体中硅含量对铝合金MAO的影响相对较弱,当硅元素增加时,合金的正、负向电流密度均逐渐增大,膜层的生长速率渐渐减小,但它们的表面形貌相差较小;各Al-Si合金在恒流和恒压两种MAO模式下生成的膜层均主要由γ-Al2O3、α-Al2O3及莫来石组成,且随基体中硅的增加,Al2O3的含量逐渐下降;相同MAO模式下,各合金生成的膜层的单位体积能耗值随其Si含量的增加而逐渐增大;此外,同种Al-Si合金在不同氧化模式下制得的MAO膜层的特征及能耗差异较大.     

钛合金微弧氧化工艺参数与陶瓷膜〖KH*2〗数学模型的建立及实验研究

 建立钙磷电解液体系下微弧氧化工艺参数与陶瓷膜特性相关的数学模型,微弧氧化工艺参数（电源电压U_m、电流密度J、占空比η、溶液电导率、阳极氧化膜气体介电常数等）与陶瓷膜表面形貌、厚度、电流响应有一定关系.在钙磷电解液体系下,通过实验考察电解液强电解质NaOH浓度对陶瓷膜特性的影响,测试电压模式下电流响应曲线.实验表明:电压模型下,陶瓷膜在40s左右成膜;膜表面形貌受NaOH浓度影响较大;低浓度下模型模拟电流响应曲线与实验结果吻合性较好,可为钙磷电解液体系下确定适宜的NaOH浓度提供参考依据.     

铝合金微弧氧化陶瓷膜研究

在硅酸盐电解液中采用微弧氧化法在2024铝合金表面形成氧化物陶瓷膜.分别用扫描电镜、X射线衍射仪研究了陶瓷膜的组织形貌和相组成.相对致密均匀的膜层主要由α-Al2O3,γ-Al2O3和少量的非晶相物质组成.陶瓷层纳米硬度从内部到外部呈下降趋势.     

微弧氧化时间对Ti6Al4V合金表面生物薄膜的影响

为了改善钛合金表面的生物学性能,试验采用微弧氧化的方法在Ti6A l4V合金的表面生成一层富含Ca和P的生物氧化薄膜.研究了在恒流模式下不同氧化时间对膜层的形貌、厚度、元素以及相的组成变化的影响.研究结果表明:随着氧化时间的增加,膜层逐渐变得凹凸不平;膜厚的增速变缓;Ca质量分数呈线性增长;P质量分数呈递减式增长;锐钛矿TiO2的相对含量先增长,然后逐渐减少.     

Zn-陶瓷复合涂层耐腐蚀性能研究

为了进一步提高锌涂层的抗环境腐蚀能力,采用溶胶-凝胶技术,在经过料浆法渗锌后的20钢表面,制备Zn-SiO2/Al2O3复合涂层,通过微细的陶瓷相粉末,充填渗锌表面的孔隙,弥合缺陷,提高符合涂层的抗腐蚀能力,研究了涂层特性,以及涂层抗冲刷腐蚀、抗高温氧化和抗硫化规律。结果表明:在自来水和3.5%的NaCl溶液的介质中,复合涂层有很好的耐冲刷腐蚀的性能;在500℃具有优异的抗高温氧化性能和抗高温硫化性能。复合涂层兼顾了渗锌层和陶瓷涂层的优点,是一种具有良好应用前景的新型复合涂层。     

Al2O3对镁合金阴极电泳涂层耐磨耐蚀性的影响分析

为改善镁合金有机电泳涂层耐磨性能,通过硅烷偶联剂改性陶瓷粉体,并将陶瓷粉体充分分散于电泳漆中制得镁合金阴极电泳复合涂层,用铅笔硬度、摩擦磨损测试系统、画圈附着力方法、氯离子腐蚀试验、分别评价比较了阴极电泳涂层和加粉体后复合涂层的硬度、附着力、耐蚀性和耐磨性能。结果表明：硅烷改性Al2O3粉体的阴极电泳有机无机复合涂层厚度与不加粉体的相当,粉体的加入不会改变涂层与基体的附着力和耐蚀性,但可以增加涂层的硬度,极大地提高涂层的耐磨性。     

铝合金表面有色钛/锆转化膜的成膜机理及性能

为了解决工业生产中钛/锆转化膜无色的问题,通过向含钛/锆的处理液中加入单宁酸及成膜促进剂,在铝合金表面制备了有色钛/锆转化膜.采用X射线能谱仪、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪和电化学工作站对转化膜的形成过程、形貌、组织结构、耐蚀性等进行了分析.结果表明:在铝合金表面成功制备出了金黄色、耐蚀性优异的转化膜,其主要成分是Na3AlF6,其次是单宁酸水解产物的金属络合物以及少量Al2O3.3H2O、TiO2等;膜的形成可分为Na3AlF6晶体成核、生长和金属络合物的沉积3个阶段;转化膜的腐蚀电流密度由基体的5.894μA/cm2下降到0.283μA/cm2,耐蚀性明显提高.     

镁合金表面反应热喷涂陶瓷涂层制备及性能

采用SHS反应火焰喷涂技术,把Al-CuO系铝热剂引入到喷涂材料中,在AZ91D表面成功制备了Al2O3基复相陶瓷涂层.试验结果表明,SHS反应热喷涂层抗热震性明显优于普通热喷涂层,热震次数可达40次左右,若辅以Ni-Al打底,喷后重熔工艺可使涂层热震到50次时仍完好无损;喷涂试样耐蚀性随着致密性的增大而提高,反应热喷涂层耐蚀性比基体提高36倍;Ni-Al打底,喷后重熔后可提高至基体的160倍:清漆封孔后几乎不发生腐蚀,耐蚀性最好.     

化学镀Ni-P-W／A12O3复合镀层的耐腐蚀性能研究

用化学镀方法在NdFeB磁性材料基体表面施镀Ni-P-W／A12O3复合镀层．用扫描电子显微镜和X射线仪分别对Ni-P-W／A1203复合镀层的组织形貌和相组成进行了分析,并用腐蚀失重法对复合镀层的耐腐蚀性能进行了测试．结果表明,随着Alzos质量含量（5-20g／L）的逐渐增大,Ni-P-W／A12O3复合镀层的抗腐蚀性能逐渐增强．     

AZ71-Gd镁合金压铸件微弧氧化处理工艺研究

采用硅酸盐体系对AZ71-Gd镁合金压铸件进行了微弧氧化处理,研究了工艺参数和溶液成分对微弧氧化膜性能的影响,确定了硅酸盐体系中进行微弧氧化处理的最佳工艺方案为：微弧氧化电流1．5A／dm2,氧化时间15min,电解液温度35℃,硅酸钠12g/L,氢氧化钠2g/L,氟化钾4g/L,有机醇WOH6mL／L。     

Superior corrosion resistance-dependent laser energy density in(CoCrFeNi)95Nb5 high entropy alloy coating fabricated by laser cladding

(CoCrFeNi)95Nb5 high entropy alloy(HEA)coatings were successfully fabricated on a substrate of Q235 steel by laser cladding technology.These(CoCrFeNi)95Nb5 HEA coatings possess excellent properties,particularly corrosion resistance,which is clearly superior to that of some typical bulk HEA and common engineering alloys.In order to obtain appropriate laser cladding preparation process parameters,the effects of laser energy density on the microstructure,microhardness,and corrosion resistance of(CoCrFeNi)95Nb5 HEA coating were closely studied.Results showed that as the laser energy density increases,precipitation of the Laves phase in(CoCrFeNi)95Nb5 HEA coating gradually decreases,and diffusion of the Fe element in the substrate intensifies,affecting the integrity of the(CoCrFeNi)95Nb5 HEA.This decreases the microhardness of(CoCrFeNi)95Nb5 HEA coatings.Moreover,the relative content of Cr2O3,Cr(OH)3,and Nb2O5 in the surface passive film of the coating decreases with increasing energy density,causing corrosion resistance to decrease.This study demonstrates the controllability of a high-performance HEA coating using laser cladding technology,which has significance for the laser cladding preparation of other CoCrFeNi-system HEA coatings.     

Characterization and optimization of pulse electrodeposition of Ni/nano-Al2O3 composite coatings

Nickel/nano-Al₂O₃ composite coatings produced by the pulse electrodeposition method and the influence of pulse parameters, i.e., pulse frequency, duty cycle, and current density on the microstructure, hardness, and corrosion resistance, were critically investigated on an AISI 1018 mild steel specimen electroplated in a Watt’s type bath. The experiments were carried out with different combinations of pulse parameters using Taguchi’s L₂₇ orthogonal array, and 27 trials were conducted to study the effect of pulse parameters in view to maximize the hardness of the specimen. The assessment results clearly reveal that the specimen exhibits the maximum hardness at the pulse frequency of 20 Hz, duty cycle of 30%, and peak current density of 0.4 A/cm², which are designated as the optimal parameters herein. Furthermore, the influences of those optimized pulse parameters over the microstructure and corrosion resistance were investigated, and some conclusions were drawn. Also, from the ANOVA examination, it is clear that duty cycle is predominant in affecting the hardness, while current density has relatively low impact.     

含氯离子环境下锌铝伪合金涂层的耐蚀性及电化学特性

采用盐雾试验和电化学阻抗谱测试技术研究了纯锌和锌铝伪合金涂层在含氯离子环境中的腐蚀行为和电化学特性,通过扫描电镜、X射线物相分析等手段研究了原始涂层及腐蚀后的表面形貌和腐蚀产物的相结构,并对两种涂层的腐蚀机理进行了初步的探讨.随着盐雾时间的增加,纯锌涂层表面逐渐生成疏松多孔的胞状腐蚀产物层,主要腐蚀产物为Zn5(OH)8-Cl2H2O、ZnO和Zn5(CO3)2(OH)6,盐雾试验达到768 h后腐蚀产物层局部区域发生龟裂.锌铝伪合金涂层表面生成致密的腐蚀产物层,主要为Zn5(OH)8Cl2H2O、Zn0.71Al0.29(OH)2(CO3)0.145.xH2O及ZnAl2O4.电化学阻抗谱测试结果表明:随着盐雾时间的延长,两种涂层的电荷转移电阻均逐渐增大,但锌铝伪合金涂层的阻抗要明显大于纯锌涂层,表现出了更好的耐蚀性.     

铝热反应制备YAG/Al2O3复相陶瓷的组织和性能

利用铝热反应熔化法制备YAG/Al2O3复相陶瓷材料,研究配料中Y2O3含量对复相陶瓷显微组织和力学性能的影响.结果表明:复相陶瓷的相组成为YAG和Al2O3,合有少量的Fe相.随着Y2O3含量的增大,Al2O3颗粒分布越均匀,复相陶瓷的维氏硬度先减小后增加,而相对密度是增加的,在x=0.90时达到最大值分别10.9 ...