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添加剂对镁合金微弧氧化膜性能的影响

崔作兴邵忠财刘志远赵立新田彦文

材料研究学报

在偏铝酸盐--六偏磷酸盐体系中对镁合金进行微弧氧化处理, 研究了金属盐缓蚀剂钨酸盐、多元醇或酸等添加剂对氧化膜性能的影响. 通过正交实验优化和对微弧氧化膜结构、成分及性能的测试评价, 得到了性能较好的微弧氧化电解液配方. SEM检测发现, 复合添加剂(Na2EDTA1g/L, CH3(CH2})11SO3Na0.5g/L)通过抑制破坏性的微弧, 能促进成膜、降低起弧电压, 得到结构更加均匀和完整的陶瓷涂层;XRD检测表明, 膜层的主要成分是MgO、Mg3(PO4)2、MgAl2O4和AlPO4等化合物; 中性盐水腐蚀测试表明,陶瓷膜在48 h内具有较平缓的腐蚀速度; EIS和动电位极化曲线表明,在电解液中加入复合添加剂使镁合金试样微弧氧化膜的耐腐蚀性能得到了很大的提高.

关键词: 金属材料 , magnesium alloy , micro-arc oxidation , additive , electrochemistry performance

镁合金微弧氧化膜耐蚀性表征方法的对比研究

马颖 , 冯君艳 , 马跃洲 , 詹华 , 高唯

中国腐蚀与防护学报

制备结构、性能相近的AZ91D镁合金微弧氧化膜,通过浸泡、点滴及电化学实验表征膜层的耐蚀性,并结合SEM分析膜层腐蚀前后的表面形貌。本研究中6种耐蚀性检测方法的结果均表明:AZ91D镁合金经微弧氧化处理后耐蚀性显著提高; 失重与增重现象的共存使浸泡实验不能准确评定微弧氧化膜层耐蚀性的优劣; 点滴实验可以较快较准确地反映膜层的耐蚀性,但采纳点滴液开始变色的时间点为评价依据更合适,且测试耐蚀性较好的膜层时,点滴液中硝酸的含量提高到标准中的至少两倍时,才能达到快速检测的目的; 循环伏安、Tafel 极化、开路电位和电化学阻抗谱4种电化学实验能反映诸如腐蚀电位、腐蚀电流密度、阻抗值等更多的信息,可以进一步研究膜层的耐蚀原因。膜层的耐蚀性除了与膜厚、化学成分有关外,还与微观结构膜层内部和表面的密切相关。

关键词: 镁合金 , micro-arc oxidation , corrosion resistance , immersion test , spot test , electrochemical test

AZ91D镁合金微弧氧化过程中的火花放电现象研究

王燕华 , 王佳 , 张际标

中国腐蚀与防护学报

火花放电是微弧氧化处理过程中的一种代表性现象.在电火花的影响下,镁合金氧化 试样的表面形貌、元素分布以及表面电位分布等都发生了显著的变化.研究发现,火花放电 能够在氧化膜中留下大量的放电微孔,并且加速电极表面的氧化以及溶液中粒子在电极表面 的沉积.火花放电具有明显的成膜作用,使膜层内部更加致密,放电区域的表面电位正移. 另外,氧气的存在,对于电火花的尺寸和放电的剧烈程度具有明显的促进作用.

关键词: 火花 , micro-arc oxidation , magnesium alloy , element distribution , potential distribution

镁合金微弧氧化陶瓷层的生长过程及其耐蚀性

蒋百灵 , 张先锋

中国腐蚀与防护学报

利用扫描电镜(SEM)和盐雾腐蚀试验等手段,研究了镁合金微弧氧化陶瓷层不同生长阶段的形貌特征及耐蚀性。结果表明:整个过程可分为三个阶段, 即阳极沉积阶段、微弧阶段和局部弧光阶段。阳极沉积阶段是在阳极表面发生团絮氧化膜沉积与扩展的过程;微弧阶段是前期缺陷减少与消失并形成均匀膜层的过程,陶瓷层表面微孔孔径较小,膜层均匀致密;局部弧光阶段形成的放电微孔孔径较大,陶瓷层比较疏松。陶瓷层的耐蚀性则表现出先增后减的变化趋势。在微弧氧化处理8min~12 min时,陶瓷层的耐蚀性最好。通过控制陶瓷层不同生长时期的能量分配,尽量延长陶瓷层的均匀生长过程,可以获得到均匀致密的陶瓷层。

关键词: 镁合金 , micro-arc oxidation , ceramic coating , corrosion resistance

1050纯铝微弧氧化陶瓷层的生长动力学与腐蚀性能研究

郭平义 , 王晓璠 , 邵勇

腐蚀科学与防护技术

采用微弧氧化技术在1050纯铝表面制备陶瓷膜, 分析了不同制备参数对应的电压与时间曲线. 表征了陶瓷氧化膜的厚度、微观形貌, 膜层结构和成分; 评定了陶瓷氧化膜在NaCl溶液中耐腐蚀性能. 随着电流密度的增大, 陶瓷膜的厚度呈线性快速增加. 微弧氧化后试样具有更高的腐蚀电位和更低的腐蚀电流密度, 并且发现铝合金的维钝电流密度可以从0.1 A/cm2降低为10-7 A/cm2, 低的腐蚀电流密度可能是由于膜的厚度、致密度等决定.

关键词: 纯铝 , micro-arc oxidation , ceramic coating , parameters , corrosion

镁合金微弧氧化陶瓷层耐蚀性的研究

蒋百灵 , 张淑芬 , 吴国建

中国腐蚀与防护学报

利用盐雾腐蚀试验和SEM等分析手段,研究了镁合金微弧氧 化陶瓷层的腐蚀过程及4种电解液体系对陶瓷层耐蚀性的影响,分析了镁合金微弧氧化陶瓷 层与铬化处理膜层耐蚀性的差异和封孔处理的作用机理.结果表明:在复合系电解液中处理 的镁合金样品耐蚀性最好,所有微弧氧化处理的样品其耐蚀性均远优于铬化处理样品,用石 蜡封孔可明显提高样品的耐蚀性.

关键词: 镁合金 , micro-arc oxidation , salt spray test , corrosion-resistance

预制膜层对铝合金微弧氧化陶瓷层性能的影响

牛宗伟 , 李明哲

电镀与涂饰

在硅酸钠电解液体系中,利用微弧氧化技术,对无预制膜层和含化学氧化膜或稀土转化膜的6061铝合金表面进行陶瓷化处理,研究了预制膜层处理对陶瓷膜层性能的影响.结果表明,预制膜层处理能够降低起弧电压,有利于膜层增厚和硬度提高.无预制膜的铝合金微弧氧化膜层表面呈现凹凸不平的多孔状结构,经预制膜层处理后,其表面粗糙度变小.微弧氧化后,铝合金表面膜层主要由α-Al2O3和γ-Al2O3晶体相组成,而含预制膜层试样中,硬度较大的α-Al2O3相的相对含量较高.与无预制膜层及含化学氧化膜的试样相比,稀土转化膜试样的膜层厚度和硬度最大,粗糙度最小,表面较大较深的孔洞缺陷减少.

关键词: 铝合金 , 微弧氧化 , 预制膜层 , 稀土转化膜 , 化学氧化 , 微观结构 , 表面粗糙度

镁合金表面超声微弧氧化载氟生物涂层耐磨性和耐蚀性

李慕勤 , 张爱琴 , 彭书浩 , 王晶彦

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.03.006

目的 提高医用锾合金微弧氧化涂层的耐蚀性、耐磨性,并赋予涂层抗菌性和生物活性.方法 镁合金表面采用超声微弧氧化技术,在镀液中加入0.4、1.4、2.4、3.4 g/L的NaF,制备载氟生物涂层.通过SEM观察裁氟对涂层表面形貌的影响,分析涂层的主要元素变化,进行了涂层厚度、孔隙率、拉伸强度的测定,并进行了摩擦磨损实验、电化学腐蚀实验、覆膜抗菌实验,评价了不同载氟生物涂层的结合性能、耐磨性能、耐蚀性和抗菌性.结果 适量载氟生物涂层表面分布了均匀的孔隙.随着NaF浓度的增加,涂层中氟元素的含量升高,涂层厚度也随之增加,且涂层的结合强度提高了3.5~10.0 MPa.氟元素可促进涂层表面氧化物反应膜的形成,有利于减轻粘着磨损,使摩擦系数降低了0.17~0.35.载氟涂层的自腐蚀电位提高了95~170 mV,而自腐蚀电流降低约两个数量级,涂层抗菌率为61%~76%.结论 超声微弧氧化镀液中添加NaF,提高了涂层结合强度、耐磨性、耐腐蚀性,涂层具有一定的抗菌性,实现了生物涂层的多功能性.

关键词: 镁合金 , 微弧氧化 , 超声波 , 耐蚀性 , 耐磨性 , 结合强度 , 抗菌性

TC4合金表面微弧氧化制备抗高温氧化涂层

李洪 , 张津 , 彭力 , 何业东

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.10.009

目的:寻求最佳的微弧氧化工艺参数,提高钛合金的高温抗氧化性能。方法进行3因素3水平正交试验(3因素包括电压、氧化反应时间和电解液浓度),通过XRD和SEM表征微弧氧化涂层的物相和显微结构,采用650℃×100 h循环氧化试验评价涂层的抗高温氧化性能,最终利用极差分析法分析各因素对涂层试样氧化增重的影响主次,并得到最优参数组合。利用回归分析建立氧化增重与试验各参数之间的数学模型,并分析模型的显著性。结果不同工艺参数下制得的微弧氧化涂层表面形貌特征不同,涂层物相以金红石相和锐钛矿相二氧化钛为主。3个因素对涂层抗高温氧化性的影响由大到小依次为:电压>时间>电解液浓度。建立的氧化增重W与各参数(电压V、反应时间t、电解液浓度E)间的二次函数方程模型为:W=0.00839(V-396.6)+0.1698t-64.5E-0.000108(V-396.6)2-0.0044t2+700E2+0.0017。结论最佳参数组合为:电压480 V,时间25 min,电解液浓度0.04 mol/L。通过回归分析得到的氧化增重与各参数间的数学模型显著。

关键词: TC4钛合金 , 微弧氧化 , 正交试验 , 抗氧化 , 回归分析 , 数学模型

钛合金微弧氧化医用涂层形成机制

王风彪 , 狄士春

腐蚀与防护

利用微弧氧化技术在钛合金表面制备了医用涂层,通过SEM观测不同氧化阶段涂层形貌,并分析各阶段微弧放电特性。研究了两极电化学反应过程,建立了工作液负载等效电路,提出了钛合金微弧氧化生成羟基磷灰石医用陶瓷涂层机制。结果表明,电压会直接决定试样表面的电荷分布,增加表面电荷积累,增强工作液中带电钙、磷粒子的扩散和电泳程度,从而加速涂层物质的瞬间反应。

关键词: 微弧氧化 , 等效电路 , 羟基磷灰石 , 电泳

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