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。     

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.     

不同体系下铸造铝合金微弧氧化陶瓷膜层腐蚀性能

在硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐体系中分别对铸造铝合金进行微弧氧化L9(34)正交试验,分别找到三体系中最优的试样,再对基体和三个试样进行腐蚀试验,结果表明:在腐蚀条件相同情况下,微弧氧化试样的耐腐蚀性能与基体相比有显著提高,且在硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐体系中微弧氧化处理的试样的耐蚀性能依次增强。     

铝合金微弧氧化技术

介绍了铝合金的微弧氧化技术的研究现状,阐述了在电解液中高压脉冲电场作用下铝合金表面Ａｌ２Ｏ３陶瓷层于不同时间段的形成条件和生成机理,及与现行铝合金表面处理工艺相经可能应用的领域。     

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.     

Al-Si合金微弧氧化膜结构和成分表征

使用扫描电镜、X射线衍射分析了Al-Si铸造铝合金微弧氧化陶瓷膜的形貌、成分和相组成，并探讨了陶瓷相的形成机制．在硅酸盐溶液中形成的陶瓷膜主要由莫来石、α-Al2O2，γ-Al2O3晶态相和SiO2非晶相组成．膜具有3层结构，电解液离子已扩散到膜的内层，另一方面，Al-Si基体中的硅元素也促进了膜层中莫来石的形成．微弧放电引起膜局部熔化，但对Al-Si合金基体显微组织没有影响．     

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.     

电解液对铝合金微弧氧化陶瓷膜相组成和元素成分的影响

在Na₂SiO₃, (NaPO₃)₆和NaAlO₂溶液体系中制备了铝合金微弧氧化陶瓷膜, 研究了电解液种类和浓度对陶瓷膜相组成和元素成分的影响. 结果表明, 陶瓷膜中α-Al₂O₃较γ-Al₂O₃的相对含量受电解液的种类和浓度的影响大. 不同溶液制备的陶瓷膜元素成分不同, 同种溶液制备的陶瓷膜中同种元素在表层和致密层中的含量也有所不同.     

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.     

电参数对钛合金微弧氧化法制备TiO2生物陶瓷涂层的影响

采用微弧氧化法在钛合金(Ti-6Al-4V)基体上制备TiO2生物陶瓷涂层.试验研究了不同微弧氧化电压和脉冲频率对涂层微观形貌,涂层厚度及相组成的影响.结果表明:涂层厚度随氧化电压的升高而增加,随脉冲频率的增加而减小.SEM观察显示:涂层微孔数目随电压的升高而增加,随脉冲频率的增加表面粗糙度增大.XRD相结构分析表明:涂层中的主要相为金红石型TiO2和锐钛矿型TiO2及CaTiO3.     

电解液中Ce(NO_3)_3/Ce_2(SO_4)_3的含量对Ti6Al4V合金微弧氧化膜层特性的影响

在硅酸钠-氢氧化钠电解液中以Na5P3O10作为稳定剂,通过改变Ce(NO3)3/Ce2(SO4)3的含量对Ti6Al4V合金进行微弧氧化,用XRD、SEM、EDS对试样表面所获得的氧化膜进行表征,并研究电解液中不同Ce(NO3)3/Ce2(SO4)3含量对氧化膜表面形貌的影响.结果表明,随着电解液中Ce3+的加入量增加到0.3 g/L,氧化膜表面的致密性减小,在此基础上加入0.5 g/L的Na5P3O10时,氧化膜致密性增加.EDS分析结果显示,膜层含有Ti、Na、Al、Si、P、O及Ce等元素;XRD分析结果表明,氧化膜的相组成为Ti、锐钛矿以及金红石.     

乳酸钠对镁合金微弧氧化膜层性能的影响

在NaAlO2、KH2PO4复合体系中添加不同浓度的乳酸钠对镁合金进行微弧氧化处理,研究了陶瓷层生长速率随乳酸钠浓度的变化规律,并对陶瓷层采用扫描电镜进行表面形貌观察;利用X射线衍射仪对膜层相组成进行分析,用电化学工作站进行动电位极化曲线测试.结果表明:乳酸钠浓度为3 mL/L时所获得的膜层致密性较好并具有最佳的耐蚀性.     

Al2O3梯度陶瓷涂层高温抗氧化性能的研究

主要研究了Al2O3耐热梯度陶瓷涂层的抗氧化性能并与相应的ZrO2耐热涂层进行了比较。在800℃和1000℃氧化实验结果表明：Al2O3涂层的抗氧化性能优于相应的ZrO2涂层；涂层的孔隙率，尤其是通孔率是影响涂层抗氧化性能的关键因素，此外，梯度涂层的良好过渡也有利于抗氧化性能的提高。     

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。     

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.     

AZ91D镁合金微弧阳极氧化及表面处理研究

采用微弧阳极氧化技术在AZ91D镁合金表面获得多孔结构的氧化膜，用不同方法对所得氧化膜进行表面后处理以提高其防腐蚀性能．用扫描电镜和电化学方法对阳极氧化膜的形貌和防腐蚀性能进行了研究，比较了不同表面处理方法的作用和效果．结果表明，采用水合及有机物封孔处理能够有效地封闭AZ91D镁合金微弧阳极氧化膜的微孔，使镁合金耐蚀性能显著提高．     

AZ91D镁合金微弧阳极氧化及表面处理研究

采用微弧阳极氧化技术在AZ91D镁合金表面获得多孔结构的氧化膜,用不同方法对所得氧化膜进行表面后处理以提高其防腐蚀性能.用扫描电镜和电化学方法对阳极氧化膜的形貌和防腐蚀性能进行了研究,比较了不同表面处理方法的作用和效果.结果表明,采用水合及有机物封孔处理能够有效地封闭AZ91D镁合金微弧阳极氧化膜的微孔,使镁合金耐蚀性能显著提高.