铝合金表面铈转化膜组成结构及耐蚀性研究

采用X射线光电子能谱（XPS）、俄歇（AES）深度剖析等表面分析技术,并结合扫描电镜（SEM）和动电位极化实验研究了LY12CZ铝合金表面铈转化膜的形成条件、耐蚀性和组成结构。研究结果表明：当Ce3＋离子超过临界缓蚀浓度,开路电位下形成的铈转化膜比自然氧化铝膜具有更强的抗点蚀性。铈转化膜呈多层经构,其表层由结晶态的CeO2和无定形、非化学计量的nCe（OH）3mCe（OH）4组成     

AZ91D镁合金表面双层硅烷膜的制备及其性能研究

采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）和双-1,2-[γ-三乙氧基硅丙基]-四硫化物（BTESPT）两种硅烷在AZ91D镁合金表面制备双层硅烷膜,通过正交试验选出了最佳制备工艺,即在KH-550硅烷中浸泡90 s,在BTESPT硅烷中浸泡5 min,再于80℃下固化90 min,得到550+BTESPT双层硅烷膜试样。通过接触角测试仪和动电位极化技术对试样进行润湿性和耐蚀性测试,通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱分析仪（EDS）对硅烷膜进行微观形貌和成分表征,通过X射线光电子能谱（XPS）对膜层元素的存在形式进行分析,结果表明：550+BTESPT双层硅烷膜表面接触角107.3°,表现为疏水性;在3.5%的NaCl溶液中,腐蚀电流密度为0.169 μA/cm²;硅烷膜表面形貌致密,主要有Mg、O、Si、S 4种元素组成;膜层中元素主要以Si-O-Si,Si-O-Mg,Si-O-X 3种形式存在。     

铝合金表面稀土转化膜成膜机理初探

用电化学测试方法、ＸＰＳ技术等研究了ＣＫＳ转化膜的形式过程及其组成,元素价态及元素在膜中沿深度的分布规律,在此基础上提出了ＣＫＳ转化膜的成膜机理。     

用电化学交流阻抗法研究铝合金表面稀土转化膜

应用电化学阻抗谱（EIS）研究了铝合金表面稀土膜的成膜过程和机理,并通过测试极化曲线,比较了不同极化电位、不同pH值对层耐蚀性的影响,结果表明在铈盐溶液中可在铝合金表面成膜,与成膜过程相对应的EIS变化清楚地显示膜层的变化,转化膜层具有良好的耐蚀能力。     

转化时间对镁合金表面铈转化膜的影响

以0.02 mol/L的Ce(NO3)3和2.92 g/L的强氧化剂H2O2为原料,采用浸泡法在镁合金(AZ91)表面制备铈转化膜。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X-射线衍射(XRD)对转化膜进行检测,实验结果表明:Ce在转化膜中主要以Ce(OH)3和CeO2的形式存在,当转化时间为10,15,20和25 min时,Ce在转化膜中的质量分数分别为2.21%,3.89%,10.03%和12.95%,转化时间小于20 min时,转化膜的耐腐蚀性能逐渐提高,大于20 min时,转化膜的耐腐蚀性能开始下降。     

AZ91D镁合金表面环保型钙系磷化膜的制备及其耐蚀性

采用化学转化处理的方法,在AZ91D镁合金的表面制备了均匀致密的钙系磷化膜,其中磷化液配方中不含铬、氟及亚硝酸盐等对环境有害的离子.通过场发射扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究了磷化时间及温度对磷化膜结构和相组成的影响.结果表明：磷化时间为20 min,磷化温度为40℃时,所得到的磷化膜的致密性和均匀性较好.与空白基体相比,经磷化处理后的镁合金在3.5 ％NaCl溶液中的耐腐蚀性能明显提高.     

AZ91D镁合金植酸转化膜组成与耐蚀性能研究

采用一种环保型金属处理剂植酸对AZ91D镁台金进行化学转化处理,并通过电化学测试技术和化学浸泡方法考查其耐蚀性能．结果表明,经植酸处理后,与传统的铬酸盐制品相比,在室温模拟汗液中,AZ91D镁合金的腐蚀电位从-1．6V提高到-1．2V（SCE）;在相同电位下,阳极极化电流密度减小5个数量级,电化学性能得到显著改善．涂覆聚丙烯酸树脂后,在模拟汗液中浸泡72h没有观察到腐蚀迹泉．根据扫描电镜观察、电子能谱分析和衰减全反射红外光谱测试结果,发现植酸在镁台金表面发生化学吸附,以植酸盐的形式在合金表面形成一层致密的、具有网状裂纹的转化膜．该转化膜能够有效地阻止浸蚀性阴离子与金属基体接触,从而提高了镁合金的耐蚀性能．     

铝合金表面镧转化膜工艺优化

铝合金表面稀土转化膜技术是近年来快速发展的一种环保表面处理技术,本文以镧盐作为主要转化液主要成分制得了表面裂纹极少的转化膜,并对膜层的工艺参数进行正交试验优化,通过SEM(扫描电子显微镜)、EIS(电化学阻抗分析)等方法分析了优化结果的综合性能。膜层裂纹很少,对铝基体起到良好保护,与基体结合良好。转化液正交试验得到的最佳工艺为:LaCl3.7H2O浓度10g/L,NaOH浓度0.4g/L,过氧化氢浓度40ml/L。     

不同工艺制备的铝表面转化膜形成机理初探

分析了采用化学氧化法、阳极氧化法及复合氧化法 (阳极氧化 +热氧化 )等不同方法所获得的高纯铝表面转化膜的形成机理 .结果表明 ,采用的氧化方法不同 ,获得的转化膜的形成机理不同 ,并且转化膜的表面形态、显微硬度和膜厚也不同     

AZ31B镁合金表面V/Ce转化膜层的耐蚀和导电性能的研究

以偏钒酸钠和硝酸铈为主盐,在AZ31B镁合金表面制备了V/Ce转化膜层。利用SEM、激光扫描共聚焦显微镜、XPS等技术对制备的膜层进行微观形貌观察与成分分析,进而探讨了成膜机理。结果表明:化学转化膜表面有着均匀网状微裂纹,并且在其上分布有球状颗粒。膜层物质主要由V、Ce和Mg的氧化物以及CeVO₄组成。采用极化曲线和电化学交流阻抗谱(EIS)评估了基体和转化膜层的耐蚀性。与AZ31B镁合金相比,转化膜层的自腐蚀电位提高了200 mV,腐蚀电流密度降低了两个数量级。EIS测试表明经过化学转化后,镁合金的阻抗值由裸体的2.2 × 102 Ω·cm2增加到1.6 × 103 Ω·cm2。此外,通过电导率仪和莫特肖特基（MS）曲线研究了涂层的导电性,结果表明膜层导电率为9.657 MS/m,具有N型半导体特性。其导电性和膜层成分的半导体特性有很大关系。     

Ce/Ca对AZ91D镁合金组织与力学性能的影响

利用光学金相显微镜和XRD分析了分别加入0．7wt％Ce和0．7wt％Ca后AZ91D镁合金的显微组织和相成分，测试了合金的室温拉伸力学性能和硬度。结果表明，加入0．7wt％Ce后，合金组织中生成杆状化合物Al4Ce相，而加入0．7wt％Ca后，合金组织中无新相生成，Ca主要固溶于β相中；合金组织中的Al4Ce相是在晶间共晶反应时形成的，而Ca原子容易偏聚在生长枝晶前沿，阻碍枝晶的自由生长，从而细化合金铸态组织；0．7wt％Ce和0．7wt％Ca的加入均能提高合金的室温综合力学性能，且Ce的提高程度要高于Ca的提高程度。     

Simulation of Magnesium Alloy AZ91D Microstructure Using Modified Cellular Automaton Method

A two-dimensional modified cellular automaton model was developed to simulate the solidification process of magnesium alloy. The stochastic nucleation, solute redistribution, and growth anisotropy effects were taken into account in the present model. The model was used to simulate the grain size of magnesium alloy AZ91D for various cooling rates during the solidification process. To quantitatively validate the current model, metallographic experiments were carried out on specimens obtained from sand mold AZ...     

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.     

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.     

波浪形振动倾斜板半连续铸造半固态AZ91D镁合金

将自制的波浪形倾斜板振动装置与半连续铸造机结合,制备了AZ91D镁合金铸锭.分析了不同工艺条件对合金组织的影响.结果表明,在一定范围内,随着倾斜板长度增加,合金受到冷却剪切作用的时间增长,组织得到细化;振动作用可以提高形核率,细化合金组织;较低的铸造速度使合金在结晶器内的二次结晶率提高,使组织细化.当浇注温度为680℃,倾斜板长度为400 mm,铸造速度为100 mm/min时,制备了组织优良的AZ91D镁合金半固态铸锭,经二次加热后获得了优良的半固态组织.     

AZ91D镁合金组织细化及其对部分重熔半固态组织的影响

通过对熔体进行高强度剪切处理,研究了其对AZ91D镁合金的组织细化作用,获得了不同的铸锭组织,并研究了铸锭初始组织对二次加热后组织的影响.结果表明,熔体高强度剪切处理具有显著的晶粒细化作用,在650℃对熔体高强度剪切处理后,AZ91D镁合金铸锭平均晶粒尺寸由500μm降到170μm.降低熔体处理温度至605℃,组织得到进一步细化,平均晶粒尺寸约为60μm.原始组织大小对二次加热后组织的大小、液相分布具有重要的影响.熔体高强度剪切处理对AZ91D镁合金铸锭的晶粒细化作用在二次加热后能够基本保留下来.在相同的加热条件下,均匀细小的原始组织有利于获得更高的有效液相分数和更趋于球形的晶粒组织.     

热挤压AZ91D镁合金的组织与力学性能

对直径φ50mm铸态AZ91D合金棒材在603K下进行单次热挤压，获得了直径φ14mm的棒材。用OM、SEM和TEM分析热挤压前后组织的变化，研究热挤压对其组织与性能的影响规律。结果表明，热挤压变形可以细化其微观组织，显著提高AZ91D合金的抗拉强度（σb、σ0.2）、伸长率（δ）及硬度（HB）。在此过程中合金α-Mg相有足够的独立滑移系可以启动，棱面滑移和基面滑移共同作用发生局部大变形，α-Mg沿挤压方向呈细条带状，β—Mg12，Al12相分布于α-Mg条带间。然而，经单次挤压不可能得到均匀的变形组织，从边缘到中心，组织渐变，边缘组织细小，心部组织粗大。     

TBR工艺对AZ91D镁合金压铸件组织性能的影响

采用自主研发的锥桶式流变成型技术,实现AZ91D镁合金从制浆到流变压铸的一体化工艺过程.研究TBR工艺下AZ91D镁合金流变压铸件的显微组织、力学性能及拉伸断口,探讨TBR工艺参数对流变压铸件微观组织与力学性能的影响规律.结果表明,流变压铸 AZ91D镁合金合适的TBR工艺参数是内锥桶转速为500～600 r/min、外锥桶桶体温度为570～590 ℃;与液态压铸相比,TBR工艺下流变压铸件抗拉强度提高了5%～15%、伸长率提高40%以上,拉伸断裂方式由沿晶断裂占主导转变为以准解理断裂占主导.     

碳纳米管增强AZ91D复合材料微区应力场的有限元模拟

采用有限元方法仿真模拟碳纳米管(CNTs)增强AZ91D镁合金复合材料CNTs/AZ91D中碳管以及周围的微区应力场,并且对弹性条件下与弹塑性条件下镁合金基体等效应力场和碳纳米管等效应力分布进行对比.结果表明,CNTs/AZ91D复合材料在相同拉力下,整体轴向变形比未加CNTs的AZ91D复合材料轴向变形明显减小,应力集中现象仅出现在CNTs与AZ91D基体接触的两端面上,应力的最大值处于CNTs端口附近,镁基复合材料的强化主要来自增强体的强化作用.复合材料的破坏是从界面处开始,其破坏机制是界面脱开.