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.     

铝合金微弧氧化陶瓷膜的形貌及相组成分析

采用Ｘ射线衍射法和扫描电镜研究了ＬＹ１２铝合金微弧氧化陶瓷膜的相组成及形貌特征。结果表明，铝合金微弧氧化陶瓷膜主要由α－Ａｌ２Ｏ３，γ－Ａｌ２Ｏ３相组成，氧化膜具有表面层，致密层，界面层３层结构，微弧大小一般为微米数量级，微弧区Ａｌ２Ｏ３处于熔融状态。     

铝合金微弧氧化陶瓷膜的微观结构和耐蚀性

采用非对称方波输出模式的恒流交流电源,利用微弧氧化方法在铝合金表面沉积Al2O3陶瓷膜,考察了微弧氧化工艺参数(电流密度、处理时间)对膜层微观结构和耐蚀性的影响.结果表明:工艺参数对膜层组织结构和性能的影响存在较佳的范围,即氧化时间为15-20min,电流密度在20A/dm2左右;氧化时间过短时,试样表面存在陶瓷膜未完全覆盖的区域,而当电流密度过大时,膜层表面将会出现大量的显微裂纹,导致膜层性能大幅度降低;在恒流非对称方波输出模式下,工艺参数对膜层的相组成影响不大,微弧氧化膜层由晶态Al2O3和非晶态Al2O3组成.     

处理液浓度对铝合金微弧氧化陶瓷膜成膜速率和硬度的影响

分别在Na₂SiO₃, NaAlO₂和(NaPO₃)₆溶液体系中, 研究了处理液种类和浓度对LY12铝合金微弧氧化陶瓷膜微观结构、 成膜速率和显微硬度的影响. 结果表明: 氧化陶瓷膜分表面疏松层和内部致密层, 处理液种类对陶瓷膜的微观结构影响较大, 而同种处理液浓度的变化对其影响不明显; 当处理液浓度小于8 g/L时, 陶瓷膜的成膜速率和显微硬度随处理液浓度的增加而逐渐增加; 当处理液浓度高于8 g/L时, 陶瓷膜的成膜速率和显微硬度随浓度的变化而出现较大的波动, 这种现象符合Albella杂质中心放电模型.     

电压对纯镁微弧氧化膜层电化学腐蚀行为的影响

采用循环伏安(CV)、动电位极化(Tafel)和电化学阻抗谱(EIS)技术、结合纯镁微弧氧化膜微观形貌,研究电压对膜层电化学腐蚀行为的影响.结果表明:电压对膜层耐蚀性影响显著,随着电压升高,膜层耐蚀性增强,这是因为较厚的膜层厚度为抵御腐蚀介质的侵蚀提供了良好的物理屏障.在整个腐蚀试验过程中,高电压下制备的膜层经历三个阶段:腐蚀介质逐渐渗入膜层,腐蚀介质渗透膜层到达膜基面侵蚀基体,腐蚀产物填充微孔和微裂纹等缺陷.相比而言,低电压下制备的膜层随着浸泡时间的延长,膜层外部疏松层和内部致密层的电阻均逐渐减小,致使耐蚀性降低,最终膜层完全失效.     

铝合金微弧氧化陶瓷膜的组织与性能研究

利用等离子体微弧氧化工艺在LY12合金表面制备了陶瓷膜,对陶瓷膜微观组织结构、力学性能进行了分析。结果表明,陶瓷膜具有内部致密层和外部疏松层两层结构,膜层与铝基体为冶金结合。陶瓷膜的硬度和弹性模量硬度和弹性模量最大可分别达到25 GPa和300 GPa,陶瓷膜经300℃—15℃热冲击循环40次无裂纹、无膜层脱落现象。黑色陶瓷膜与轴承钢在空气中的摩擦系数为0.25—0.37,表现出良好的耐磨性能。     

镁合金微弧氧化Y2O3-ZrO2-MgO膜制备及性能

在K2ZrF6-Y(NO3)3-NaAlO2电解液中采用微弧氧化技术在AZ91D镁合金表面制备了Y2O3-ZrO2-MgO复合膜层(Al-Zr-Y膜).运用电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和电化学分析与高温氧化等方法研究了Al-Zr-Y膜的组成与结构、耐腐蚀性及热稳定性.结果表明:Al-Zr-Y膜主要由Y2O3,ZrO2,MgO和Al2O3等物相组成,与Na2SiO3-(NaPO3)6电解液中的膜层(Si-P膜)相比,Al-Zr-Y膜的厚度较小,但膜层的致密性较好、表面粗糙度小;腐蚀电流密度较小、开路电位较正、极化阻抗较高;在5%NaCl溶液中的腐蚀速率低于Si-P膜,约为AZ91D镁合金的1%.Al-Zr-Y膜层比普通Si-P膜层具有更好的抗高温氧化性能和耐热冲击性能.     

X65MS钢在饱和H2S/CO2环境下的腐蚀产物研究

利用高温高压反应釜模拟酸性油气输送环境,研究X65MS管线钢在饱和H₂S/CO₂环境下的腐蚀行为.采用加速腐蚀实验法评测不同浸泡周期下的平均腐蚀速率.借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和电子探针(EPMA)等测试技术,分析了不同实验周期下氧化产物膜层的物相组成、表面形貌和截面形貌.结果表明,根据平均腐蚀速率随时间变化曲线的走势与氧化膜层的结构特征,腐蚀过程分为三个阶段.腐蚀过程以H₂S腐蚀为主,氧化产物主要为硫铁化合物(Fe_○xS_○y).随着浸泡时间的增加,铁元素比例减小,富S相比例增大,腐蚀产物膜层厚度增加,结构由疏松逐渐变为均匀、致密,腐蚀产物顺序为马基诺矿(Mackinawite)→过渡相陨硫铁(Troilite)→磁黄铁矿(Pyrrhotite),稳定的磁黄铁矿对X65MS管线钢基体的耐蚀性起到保护作用.     

单极性脉冲电流密度对铝合金MAO膜相结构和微结构的影响

利用微弧氧化(MAO)技术在铝合金表面沉积陶瓷膜, 采用X射线衍射仪(XRD), 扫描电子显微镜(SEM), 电子能谱(EDS)和显微硬度方法, 研究了MAO过程中单极性脉冲电流密度与氧化膜力学性能和化学成分的关系. 发现在较高电流密度下制备的陶瓷膜中含有较多的α-Al₂O₃相, 而在较低电流密度下制备的陶瓷膜主要由γ-Al₂O₃相组成. 对陶瓷膜截面上不同厚度处的膜层化学成分分析表明, 组成氧化膜的主要物质α-Al₂O₃和γ-Al₂O₃的比例随深度的变化呈现出复杂的变化规律, 这一结果与相关的文献报道有所不同.     

AZ91D镁合金在不同电解液体系中的微弧氧化行为

在3种不同电解液体系中,对AZ91D镁合金表面分别进行微弧氧化处理而得到氧化物陶瓷膜,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对其表面形貌和相组成进行分析,利用划痕仪测试氧化膜与镁合金基底的结合强度,并用电化学工作站分析氧化膜在模拟人体体液中的腐蚀性能.结果表明:在不同电解液体系中所获氧化膜的表面结构和组成不同;随着氧化时间的延长,微弧氧化涂层与基底的结合力先逐渐增加而后趋缓;微弧氧化处理可明显提高AZ91D镁合金的耐腐蚀性能.     

Improving the corrosion properties of magnesium AZ31 alloy GTA weld metal using microarc oxidation process

In this work, the morphology, phase composition, and corrosion properties of microarc oxidized (MAO) gas tungsten arc (GTA) weldments of AZ31 alloy were investigated. Autogenous gas tungsten arc welds were made as full penetration bead-on-plate welding under the alternating-current mode. A uniform oxide layer was developed on the surface of the specimens with MAO treatment in silicate-based alkaline electrolytes for different oxidation times. The corrosion behavior of the samples was evaluated by potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy. The oxide film improved the corrosion resistance substantially compared to the uncoated specimens. The sample coated for 10 min exhibited better corrosion properties. The corrosion resistance of the coatings was concluded to strongly depend on the morphology, whereas the phase composition and thickness were concluded to only slightly affect the corrosion resistance.     

镁合金微弧氧化的电解液组分研究

利用交流微弧氧化装置对AZ91D镁合金在1组分、2组分、3组分和4组分电解液中进行了微弧氧化处理,并通过电化学测试技术研究了微弧氧化处理后膜层的耐蚀性能.实验结果表明:能显著提高镁合金耐蚀性能的微弧氧化电解液,多为含NaAlO2组分的碱性溶液;电解液中添加H2O2和C4H4O6Na2等组分,可进一步提高膜层的耐蚀性.微弧氧化处理后,膜层表面光滑、均匀、致密,并由尖晶石结构的MgAl2O4相和MgO相组成.NaAlO2组分的存在,能与膜层中的MgO相在微弧氧化过程中一起烧结形成具有尖晶石结构的MgAl2O4耐蚀相,从而提高镁合金的耐蚀性能.     

AZ91D铸造镁合金交流脉冲双极微弧电沉积陶瓷膜

利用交流脉冲方法在AZ91D铸造镁合金表面成功实现阴、阳极微弧电沉积陶瓷膜,并使用SEM和xRD等手段对陶瓷膜的厚度、组织形貌、成分、结构和耐蚀性作了相应研究分析.结果表明,应用交流脉冲方法不仅能够在AZ91D铸造镁合金上实现阴、阳双极微弧电沉积陶瓷膜,同时在阴、阳极陶瓷膜中电沉积有稀土元素Ce.通过比较动电位扫描极化曲线和交流阻抗分析发现阴、阳极微弧氧化处理后AZ91D镁合金的耐蚀性得到显著提高.     

电弧喷涂铝及铝-锌涂层在动态腐蚀介质中的耐蚀性研究

对钢铁基体表面电弧喷涂铝及铝锌涂层进行了动态腐蚀实验 ,以失质量法计算了腐蚀速度 ,并探讨了腐蚀机理。采用SEM对铝及铝锌涂层腐蚀前后的外表形貌进行了观察 ,并对铝及铝锌涂层表面进行了能谱分析 ,采用电化学系统测试了涂层的自腐蚀电位。实验结果表明 ,在 3 %NaCl水溶液中铝涂层的耐蚀性优于铝锌涂层 ;其原因是铝涂层表面上氧化膜的自愈能力及自腐蚀电位高于铝锌涂层。研究还表明 ,铝及铝锌这些阳极涂层不仅能有效地保护它所覆盖的钢铁表面 ,还能保护暴露于腐蚀介质中的钢铁基体表面。在铝、铝锌涂层上刷涂有机涂料 ,有机涂料能渗透到金属涂层的孔隙中 ,将孔隙封闭。同时 ,有机涂层和金属涂层能构成复合涂层 ,其防腐效果更佳     

铝合金镁合金微弧氧化陶瓷层的形成机理及性能

利用扫描电镜(SEM)、盐雾腐蚀试验及对比磨损试验等分析手段研究了铝合金、镁合金微弧氧化陶瓷层的形成机理、镁合金微弧氧化陶瓷层耐蚀性及铝合金微弧氧化陶瓷层耐磨性。研究结果表明,镁合金微弧氧化陶瓷层的耐蚀性优于铬化处理,铝合金微弧氧化陶瓷层的耐磨性优于电镀硬铬涂层。     

镍铬合金表面的微弧氧化陶瓷膜对镍离子析出的影响

采用微弧氧化技术, 以NaAlO₂和Na₅P₃O₁₀为电解液体系, 在镍铬合金表面制备微弧氧化陶瓷膜, 研究镍铬合金表面形成的微弧氧化陶瓷膜对镍离子析出的影响.  用扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射(XRD)对膜层进行表征,     用等离子体发射光谱仪及电化学方法检测成膜前后镍铬合金中镍离子在人工唾液中的析出量及合金的耐腐蚀性能. 实验结果表明, 镍铬合金表面形成的主晶相为γ-Al₂O₃的微弧氧化陶瓷膜可有效阻止镍离子析出, 提高了镍铬合金的耐腐蚀性能.     

氧化镁陶瓷层的组织结构及耐蚀性能

采用扫描电镜（ＳＥＭ）、Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）等方法,研究了镁合金表面原位生长型氧化镁陶瓷层的形貌特征、相结构及蚀特性。结果表明,用微弧氧化方法可在镁合金表面生成一层与基体结合良好且表面致密的氧化镁陶瓷层,而溶液中的添加剂可在一定程度上改变陶瓷的组分;耐蚀实验证明微弧氧化陶瓷层的耐蚀性远优于化学氧化膜。     

Effects of applied potential on the stress corrosion cracking behavior of 7003 aluminum alloy in acid and alkaline chloride solutions

Potentiodynamic polarization tests and slow strain rate test (SSRT) in combination with fracture morphology observations were conducted to investigate the stress corrosion cracking (SCC) behavior of 7003 aluminum alloy (AA7003) in acid and alkaline chloride solutions under various applied potentials (E_a). The results show that AA7003 is to a certain extent susceptible to SCC via anodic dissolution (AD) at open-circuit potential (OCP) and is highly susceptible to hydrogen embrittlement (HE) at high negative E_a in the solutions with pH levels of 4 and 11. The susceptibility increases with negative shift in the potential when E_a is less than -1000 mV vs. SCE. However, the susceptibility distinctly decreases because of the inhibition of AD when E_a is equal to -1000 mV vs. SCE. In addition, the SCC susceptibility of AA7003 in the acid chloride solution is higher than that in the alkaline solution at each potential. Moreover, the effect of hydrogen on SCC increases with increasing hydrogen ion concentration.     

热喷涂制备ZnAl涂层防腐性能研究

以锌粉和铝粉为原料,采用热喷涂工艺在A3钢板上制备TJPTZA1、TJPTZA2、TJPTZA3和TJPTZA4涂层.研究了不同涂层以及纯锌、纯铝抵抗海水的腐蚀能力.采用盐雾分析法分析不同涂层的耐腐蚀程度,采用高倍显微镜观察不同腐蚀时间的薄膜表面形貌.结果表明:TJPTZA2、TJPTZA3的耐腐蚀性好于Al和Zn,认为是锌铝合金热喷涂层中的锌铝原子相互作用减缓了氯离子等物质的腐蚀.