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。     

生物化学法制备负载型钯催化剂

菌株Ｒ０８（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）具有强吸附还原Ｐｄ２＋ 的能力． 用Ｒ０８ 将Ｐｄ２＋ ／γ－ Ａｌ２Ｏ３ 表面的Ｐｄ２＋ 完全还原为Ｐｄ０,制成高分散度的Ｐｄ０／γ－ Ａｌ２Ｏ３ 催化剂． 该催化剂对ＣＯ催化转化为ＣＯ２ 表现出高的活性,在１５０ ℃,通ＣＯ（２％ ）空气混合气、ＧＨＳＶ ３０ ０００ ｍ Ｌ·ｇ－ １·ｈ－ １的条件下,ＣＯ转化率１００％ ;而且已测单程寿命为８０ ｈ．     

负载型金催化剂的制备及其对CO催化氧化性能的研究

通过沉积沉淀法制备了负载型金催化剂,测定了其对CO的催化氧化性能.结果表明,催化剂的活性与催化剂的载体种类、焙烧温度和放置时间等因素有关;Au/TiO2和Au/CeO2催化剂的催化活性较高,而Au/ZnO催化剂的催化活性较低;焙烧温度影响催化剂的性能,焙烧温度为400℃时,催化剂活性最高;较长的放置时间会降低催化剂性能,这可能与活性组分粒径长大有关.     

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.     

镁合金微弧氧化着色膜层的制备与研究

利用微弧氧化着色技术对镁合金进行表面处理研究,以不同的弱碱性主盐进行微弧氧化着色反应,研究不同主盐组分对氧化膜颜色的影响,在微弧氧化着色反应过程中,不同电解液的浓度、反应时间对微弧氧化膜的颜色的影响。通过研究发现当偏铝酸钠的浓度为10g/L,偏钒酸铵的浓度为2g/L时,可制备出绿色的陶瓷膜层;在偏铝酸钠-高锰酸钾体系溶液中,当偏铝酸钠的浓度为10g/L,高锰酸钾的浓度为0.3g/L时,可制备出黄色的陶瓷膜层。     

掺铈负载型氧化铜催化剂催化氧化甲苯研究

以60～80目的γ-A12O3为载体,CuO为活性组分,添加稀土元素Ce,用浸渍法制备了负载型催化剂,通过催化氧化甲苯评价了该催化剂的活性.相对于CuO/Al2O3催化剂,添加Ce后的CuOCeO2/Al2O3催化剂对甲苯催化氧化的起燃温度和完全转化温度均有明显的降低,当Cu的负载量为5%,Cu/Ce的比值为1∶1,反应温度大于200 ℃时对甲苯的去除率可保持在90%以上.CuOCeO2/Al2O3催化剂具有较强的抗冲击能力,能够在较大范围的空速和进气质量浓度下,保持良好的催化活性.当空速在6 000～12 000 h-1的范围内,对甲苯的去除率始终保持在98.8%以上;当进气质量浓度在880～6 400 mg/m3的范围内,对甲苯的去除率均在99.5%以上.     

负载型燃烧催化剂载体效应的研究

以二甲苯完全氧化作为“探针反应”,配合ＸＲＤ分析、ＢＥＴ表面积测定,用复合硝酸盐溶液浸渍αＡｌ２Ｏ３和γＡｌ２Ｏ３两种载体制取了负载型催化剂结果表明,在αＡｌ２Ｏ３上形成的钙钛矿型氧化物,晶型较为完整,活性相晶粒大小适合于催化燃烧反应;而在具有大比表面积的γＡｌ２Ｏ３上形成的Ｌａ０．８Ｓｒ０．２ＭｎＯ３颗粒细小,对二甲苯完全氧化具有低的催化活性,故认为αＡｌ２Ｏ３对Ｌａ０．８Ｓｒ０．２ＭｎＯ３是更为合适的载体．     

钛合金微弧氧化膜层耐磨性能的研究

本文通过对钛及钛合金在NaAl02＋H3PO4,Na2SiO3溶液体系中,不同的微弧氧化电压、时间条件下,采用微弧氧化进行改性表面。通过分析实验现象和测试结果,研究工艺参数对所形成的膜层结构、形貌、厚度及耐磨性的影响。所得到的膜层摩擦系数都比基体的摩擦系数大;在试验中,发生了粘着磨损;表面粗造度对摩擦系数有一定的影响。从摩擦寿命来看,TA2膜层与TA10膜层在硅酸盐体系中的寿命较短,在NaAlO2＋H3PO4体系中寿命较长。膜层厚度越厚,耐磨性越好。     

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.     

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。     

Pt/GAC催化剂的制备及催化氧化冷凝废水研究

以H2PtCl6·6H2O为前驱体,颗粒活性炭为载体,采用乙二醇还原法制备Pt/GAC催化剂,并用于催化氧化冷凝废水.实验结果表明,当催化剂活性组分Pt负载量为1.5%、焙烧温度为350 ℃、NaOH与Pt的物质的量的比为6∶ 1条件下制备的催化剂具有较高的催化活性,在反应温度40 ℃和常压条件下,催化剂投加量为13.33 g/L和反应时间为2 h,冷凝废水中85%以上的乙醇被氧化,而且催化剂重复使用6次后,冷凝废水中80%以上的乙醇可被氧化,其催化活性仍然达到80%以上.该种条件下制备的催化剂粒径约为5～15 nm,活性组分Pt以Pt0的形式在载体表面均匀分布.     

镁合金微弧氧化膜层结构

在硅酸盐碱性溶液中，采用恒电流控制模式，在电流密度为20A／dm^2时，以镁舍金AZ91为基体制备微孤氧化薄膜。利用X射线衍射分析手段对制得的微孤氧化膜层进行相结构分析，通过扫描电子显微镜对氧化膜层的表面、横截面及断口等进行研究，还探讨了表面疏松层和致密层的形成机制。研究结果表明：制得的镁舍金微孤氧化膜由MgO，MgSiO3和MgAl2O4等相组成；微孤氧化膜层由表面疏松层和致密层构成；镁合金微孤氧化形成的表面疏松层为多孔结构，这种孔呈网络结构分布；而形成的致密层结构非常致密，没有发现孔洞，而且它和基体的结合非常紧密；表面疏松层和致密层是经过“成膜→击穿→溶化→凝固→烧结……”等一系列循环过程形成的。     

High-temperature oxidation resistance of ceramic coatings on titanium alloy by micro-arc oxidation in aluminate solution

Ceramic coatings with aluminum titanuate (Al₂TiO₅) were prepared on Ti–6Al–4V alloy using pulsed bi-polar Micro-arc Oxidation (MAO). The micromorphology and phase composition of the micro-arc-oxidition ceramic coatings on the titanium alloy were characterized by X-ray powder diffraction (XRD), and scanning electron microscopy (SEM) respectively. The results revealed that the distinct discharge channels and pores on the surface of the micro-arc-oxidition coatings appeared, and these channels were connected in the molten state. The electrolyte concentration was inversely proportional to the coating hardness; additionally, the coating prepared with sodium aluminate and sodium hypophosphite concentrations of 4 ?g/L and 0.5 ?g/L, respectively, was the most refined after high-temperature sintering, and it was demonstrated to better prevent oxidation. Increasing the electrolyte concentration coincided with fluctuating coating thermal shock resistance. The thermal shock resistance of the coating respectively prepared with sodium aluminate, and the sodium hypophosphite concentrations of 4 ?g/L and 0.5 ?g/L was the highest. Additionally, the high-concentration coatings performed significantly better than the low-concentration coatings. The oxidation resistance of the coating samples was also significantly higher than that of the TC4 titanium alloy substrate. The adhesion strength between the coatings and the substrate with and without the sealing treatment was measured by tensile tests. Then, the high-temperature oxidation performance of the coating samples with and without the sealing treatment was investigated by conducting a high-temperature oxidation experiment at a calcinating temperature of 500 ?°C. The results indicate that the adhesion strength between the coatings and substrate was high for the as-prepared and sealed micro-arc oxidation samples regardless of whether they were calcined. The high-temperature oxidation mass increase curves for the sealed and unsealed coating samples calcined at 500 ?°C for 500 ?h revealed that the high-temperature-oxidation-induced mass increase of the coating samples sealed with a sodium silicate solution was much lower than that of the titanium alloy substrate. Thus, the sealing treatment significantly improved the high-temperature oxidation resistance of the TC4 titanium alloy. Lastly, the high-temperature oxidation behavior at 500 ?°C was analyzed and discussed.     

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。     

生物医学钛合金微弧氧化涂层的表面特征

通过在含有钙盐、磷盐的的电解液中对Ti-6Al-4V合金进行微弧氧化处理,在钛合金表面制备了含钙、磷元素的陶瓷层.采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和能谱仪分析了涂层的形貌、相及元素组成.结果表明,Ti-6Al-4V合金表面的微弧氧化涂层是一种含钙磷元素、多孔、与基体结合牢固、具有陶瓷特性的混合物,其主要组成相为二氧化钛.经过六偏磷酸钠-乙酸钙工艺处理后的试样涂层中含有α-Ca(PO3)2、CaTiO3相.从物相的组成考虑,经过六偏磷酸钠-乙酸钙工艺处理后的涂层的生物活性更好.     

生物医学钛合金微弧氧化涂层的表面特征

通过在含有钙盐、磷盐的的电解液中对Ti-6Al-4V合金进行微弧氧化处理,在钛合金表面制备了含钙、磷元素的陶瓷层。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和能谱仪分析了涂层的形貌、相及元素组成。结果表明,Ti-6Al-4V合金表面的微弧氧化涂层是一种含钙磷元素、多孔、与基体结合牢固、具有陶瓷特性的混合物,其主要组成相为二氧化钛。经过六偏磷酸钠-乙酸钙工艺处理后的试样涂层中含有α-Ca(PO3)2、CaTiO3相。从物相的组成考虑,经过六偏磷酸钠-乙酸钙工艺处理后的涂层的生物活性更好。     

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.     

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.     

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.     

硬脂酸改性处理TC4钛合金微弧氧化膜层耐蚀性的研究

在Ti₆Al₄V合金微弧氧化膜层上采用硬脂酸改性处理实现了陶瓷膜层的疏水化转变,显著提高了钛合金的耐蚀性能。利用接触角测试仪、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）和傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）对膜层的润湿性、稳定性、微观结构和化学组成进行了分析,并通过动电位极化曲线和电化学阻抗分析了其腐蚀行为。结果表明,改性处理得到的疏水微弧氧化膜层试样能有效修复微弧氧化膜层缺陷,提高钛合金的耐蚀性能,说明硬脂酸改性处理与微弧氧化技术相结合有助于拓宽微弧氧化技术在钛合金上的应用。