多层陶瓷涂层厚度配比应力场有限元分析

钢基铝层经等离子体电解氧化技术陶瓷化后,可在钢表面形成多层体系结构的陶瓷涂层.采用有限元方法,对不同厚度配比的复合涂层在均布接触载荷作用下的应力分布进行了研究.结果表明:铝层的存在可明显缓解界面处的剪应力.同时,铝层厚度增加,也使表面拉应力增大;Al2O3层决定着涂层内最大剪应力距离表面的距离,增强了涂层表面支撑能力,可减缓表面拉应力值.特别,当Al2O3层与Al层的厚度相等时,Al2O3/Al界面处的剪应力最小;FeAl层对表面应力和界面应力影响较小.因此,当选择较厚陶瓷层和较薄铝层时,涂层内将具有较优的表面和界面应力分布状态,从而可提高涂层力学性能.     

AZ31镁合金与7075铝合金异质金属连接件整体表面防护研究

由于异种材料属性各异会引起等离子体非平衡反应,导致整体防护膜难以制备。为了研究异质金属整体表面等离子体氧化的方法,根据已有的实验基础,在AZ31镁合金与7075铝合金的连接件表面制备了一层整体的陶瓷膜。通过对3 min、7 min、10 min不同处理时间的连接件样品的分析发现,不同材质的物理、化学活性影响等离子体氧化过程,化学活性高的金属优先发生陶瓷化反应,进而引起陶瓷膜的非平衡生长。AZ31-7075镁-铝异质金属连接件整体表面防护膜的制备,对于丰富氧化膜陶瓷层形成理论和认识多种金属整体微弧氧化过程中非平衡陶瓷层形成过程都具有重要意义。     

微弧氧化制备功能性陶瓷膜的研究

微弧氧化又称阳极火化沉积技术或等离子体增强电化学陶瓷化技术。微弧氧化是一种新颖而效率高的表面处理技术。虽然近些年来人们对其进行了大量的研究,但是这些研究几乎全部集中于对陶瓷层的性能评价、表征与测试等方面。在微弧氧化陶瓷层生长特性的研究中系统介绍了微弧氧化过程中电学参量、陶瓷层厚度、表面粗糙度、相组成以及微观结构等陶瓷层特征随时间的演变情况。     

镁合金的等离子体电解氧化工艺优化及膜的耐腐蚀性

为优化AZ31镁合金的等离子体电解氧化工艺,并对制得的陶瓷膜的耐腐蚀性能进行电化学动力学研究.利用四因素(Na_2SiO_3浓度、KOH浓度、电解氧化电压和电解氧化时间)、三水平的田口方法优化工艺条件,并采用动电位极化曲线扫描评价AZ31镁合金等离子体电解氧化陶瓷膜的耐腐蚀性能.结果表明:该陶瓷膜的耐腐蚀性能受田口正交矩阵中各水平的影响显著,KOH质量浓度对耐腐蚀性能的影响最大;耐腐蚀性能的最优实验参数为:Na_2SiO_3质量浓度20g/L,KOH质量浓度4g/L,电解氧化电压300V和电解氧化时间40min.     

铝铜合金阳极氧化新工艺

在低浓度复合电解液中,利用分阶段升压技术,高温下在阳极氧化较难的铝铜合金LY12上制备了具有较高厚度、硬度和良好外观的银白色氧化膜层．实验研究了各工艺参数对膜层性能的影响．结果表明：磷酸是主要成膜物质;由定量的有机羟酸和导电盐组成的添加剂可大大提高膜层的厚度;电流密度的大小对膜层性能影响较大;采用分阶段升压方式可使电流密度在较长时间内保持较大的值;阳极氧化电压,氧化温度及氧化时间等对成膜过程也有一定影响．     

铜镀层对IC引线框架表面抗氧化失效的作用

研究了在铜合金表面电镀纯铜层保护膜对铜合金引线框架氧化失效的影响.研究发现,电镀纯铜层后,纯铜层氧化速率较高,氧化膜较厚,然而,由于纯铜层的阻挡作用,可以使氧化只发生在纯铜层上,减少CuO的生成.当铜合金表面的电镀纯铜层厚度超过一个临界值,表面电镀纯铜处理可以明显改善材料的耐氧化剥离性.表面电镀前的铜合金氧化膜结构为CuO/Cu2O/Cu.电镀纯铜层后,氧化膜结构变为Cu2O/Cu,当氧化膜主要由Cu2O构成时,氧化膜结合强度较高.     

纳米级铝氧化膜的结构与电解着色性能

采用不同电解液及不同性质的电源，在铝表面制备出结构相异的纳米级氧化膜，对其结构及着色性能进行了测试分析研究；论述了H2SO4交流氧化膜层结构特点及电解着色性能的优越性。     

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。     

磷酸溶液中铝恒压阳极氧化的研究

对铝在磷酸溶液中的恒压阳极氧化过程进行了研究，结果表明随着电解电压的升高，形成了氧化铝多孔膜的阻挡层增厚，多孔层的孔径和胞径均增加，其原因与离子迁移等密切相关。     

铝和铝合金阳极氧化膜的电解着色通过部级鉴定

由我校化工系暨调和副教授承担的"铝和铝合金阳极氧化膜的电解着色"课题,经两年多的研究取得成果,于1988年12月通过部级鉴定.本成果的基本原理:铝及铝合金在硫酸中进行阳极氧化后,形成由阻挡层和多孔层组成的氧化膜,将氧化后的铝制件浸入含有金属盐或金属含氧酸盐的电解液中,施加8—12V交流电,由于氧化膜的阻挡层具有整流作用,当采用比铝电位正的导体作对极     

电参数对铝合金微弧氧化陶瓷层结构特性的影响

采用微弧氧化技术,利用Na2SiO3-NaOH-(NaPO3)6溶液,在LY12表面形成了微弧氧化陶瓷层.研究了微弧氧化电参数:电流、占空比、频率对陶瓷层的生长速率、组织形貌的影响.结果表明,大电流密度虽有利于陶瓷层生长,但不利于致密型陶瓷层的制备;占空比和频率对陶瓷层生长速度无明显影响,但占空比越小、脉冲频率越大,陶瓷层表面形成的微孔也较小,陶瓷层较为致密.     

正丙醇溶液直流辉光放电等离子体电解产物分析

 以正丙醇溶液为原料进行辉光放电等离子体电解的实验研究。利用GC-MS联用仪,GC及光发射光谱等检测手段对辉光放电电解的气液相产物进行分析。实验结果表明：电解的主要产物有氢气、一氧化碳、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、水、二氧化碳、甲醛、苯及甲苯等。各种气体产物和产量受放电电压、放电电流等因素影响明显。在等离子体层中正丙醇分解过程和其他类型的等离子体分解过程类似。蒸汽鞘层中的加速电子是引发辉光放电过程非法拉第定律现象的决定因素。阴极辉光放电过程中等离子体-溶液界面上的主要活性物种是中性粒子和电子。正丙醇阴极辉光放电过程中等离子体-溶液界面上产生的主要活性物种有C3H3,CO+,CH,CH2O,H,H2O+,CH2和H2O。利用键能理论对正丙醇溶液放电后主要产物的生成路径进行了分析。     

AZ31镁合金等离子体电解氧化工艺优化

利用四因素（Na2SiO3浓度、KOH浓度、电解氧化电压和电解氧化时间）,三水平的田口正交矩阵设计法优化工艺条件,并用动电位极化曲线扫描评价陶瓷膜的耐腐蚀性能。结果表明：镁合金等离子体电解氧化陶瓷膜的耐腐蚀性能受田口正交矩阵中各水平的影响显著,其中KOH的浓度影响最大;陶瓷膜的耐腐蚀性能的最优实验参数是：Na2SiO3浓度为20 g/L、KOH浓度为4 g/L、电解氧化电压为300 V和电解氧化时间为40 min。     

铝和铝合金的电化学氧化与着色

铝和铝合金制品通过电化学氧化在其表面形成铝氧化膜,并进行着色,可以大大改善这些制品的耐磨。抗蚀性及抗变色能力,在航天和船舶制造工业等方面得到了广泛的应用。由于其着色的选择性好,在建筑、高级装饰品、日用品工业等方面得到大量的应用。电化学氧化着色通常有两种方法。一种方法是将铝合金在有机酸电解液中进行阳极氧化后,表面形成有色氧化膜,氧化膜的颜色与铝合金材料及所用的有机酸有关;第二种方法是通过电解氧化形成无色氧化膜,再进行着色,根据着色的方式不同,又分为阳极电解着色,阴极电解着色,染料着色和交流电解着色…     

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。     

碳化硅零件氧化辅助抛光超精密加工的研究现状

通过等离子体氧化、热氧化、电化学氧化在碳化硅基材上获得软质氧化层,利用软磨粒抛光实现氧化物的快速去除,有利于提高材料去除效率、提升加工表面质量。研究发现,通过等离子体氧化辅助抛光,表面粗糙度RMS和Ra分别达到0.626nm和0.480nm;通过热氧化辅助抛光,表面粗糙度RMS和Ra分别达到0.920nm和0.726nm;在电化学氧化中,基于Deal-Grove模型计算得到的氧化速度为5.3nm/s,电化学氧化辅助抛光后的表面粗糙度RMS和Ra分别是4.428nm和3.453nm。氧化辅助抛光有助于烧结碳化硅加工工艺水平的提升,促进碳化硅零件在光学、陶瓷等领域的应用。     

低温电解条件下铝电解用NiFe_2O_4-10NiO基金属陶瓷阳极Fe元素腐蚀行为研究

采用粉末冶金技术制备出铝电解用NiFe2O4-10NiO陶瓷基体和30(40Cu-Ni)/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷阳极,并在低温电解条件下,对NiFe2O4陶瓷相中Fe元素的腐蚀行为进行研究。结果表明,在烧结过程中,NiFe2O4尖晶石陶瓷基体会在氮气中发生离解,在动态化学腐蚀试验和电解试验中,陶瓷相中的Fe元素更容易进入电解质;电解24h后,铝液中Fe、Ni、Cu的含量分别为0.45%、0.13%和0.03%。     

Fe-40Cr-5Al合金阳极在800℃和900℃的电解腐蚀行为

采用真空感应熔炼法制备了铝电解用Fe-40Cr-5Al合金阳极.研究了合金阳极材料在800℃和900℃下的电解腐蚀行为.电解测试采用冰晶石-氧化铝低温电解质体系,阳极电流密度为0.5 A.cm-2,电解时间为10 h.结果表明：随着电解温度的降低,合金阳极的腐蚀速率减小;在900℃电解后,合金表面形成了多孔结构的腐蚀层;在800℃电解后,合金表面形成了保护性氧化膜,氧化膜分为两层,外层为尖晶石结构的Fe（Al,Cr）2O4,内层为Fe、Cr和O构成的复合氧化物,其中收集的铝产品纯度为98.552%,合金阳极的腐蚀速率为5.51 cm.a-1.     

负脉冲对铝合金微弧氧化的影响

采用自行研制的100 kW大功率微弧氧化电源设备,对LY12铝合金进行表面处理。研究了加载不同个数负脉冲时,铝合金微弧氧化处理过程中电压、电流的变化规律,并利用涡流测厚仪和表面粗糙度仪对陶瓷层的生长厚度及表面粗糙度进行测量。试验结果表明:随着负脉冲个数的增加,负电流值也随之增加;负脉冲个数越多,陶瓷层的生长时间越短,相反溶解时间越长;在相同处理时间内,陶瓷层的生长厚度和表面粗糙度均随负脉冲个数的增加而降低。该现象与负脉冲加载过程中陶瓷层的溶解反应相关。     

新型硅酸盐技术

玻璃制品表面覆盖金属由美国达法公司发明的这种技术,简便容易掌握,其特点是被覆盖物无需加热,因此生产成本低,并且便于大量生产。该技术的关键是使用由该公司研制的电弧喷枪和高性能铝铜合金,这种喷枪可将铝铜合金雾化,以很高的速度和冲力粘贴在玻璃或陶瓷的表面,覆盖层致密,不易脱落,因而可显著扩大玻璃、陶瓷制品