王宇
,
李炯
,
张硕
,
马静远
,
汪丽华
,
魏向军
,
黄宇营
,
姜政
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2017.03.05
X射线吸收精细结构(XAFS)方法是随着同步辐射发展起来的独特技术,是研究材料局域原子结构和电子结构的一种重要方法.相比于X射线衍射,XAFS仅仅对于吸收原子周围局域结构敏感,样品可以是固体、液体甚至是气体.概述了XAFS的基本原理及几种常用的实验方法,结合上海光源的XAFS光束线站成果,介绍了近年来不同XAFS方法在催化、能源、纳米和半导体等材料科学热门研究领域的最新进展,展示了目前XAFS方法在材料科学研究中所发挥的重要作用.最后根据国内同步辐射光源和相关XAFS研究方法的进一步发展,展望了XAFS技术在材料科学研究中的应用前景.
关键词:
材料科学
,
同步辐射
,
XAFS
,
时间分辨的XAFS
,
原位XAFS
金凡亚
,
童洪辉
,
沈丽如
,
王珂
,
李炯
,
朱剑豪
材料保护
doi:10.3969/j.issn.1001-1560.2005.08.014
微弧氧化膜存在微米量级宏孔,这些宏孔对氧化膜特征的研究非常重要.研究了微弧氧化中电流密度对微弧氧化膜的生长速率、结构形貌及相组成的影响,并对氧化膜进行了离子束抛光处理,分析了氧化膜和微孔的组织结构.研究表明:电源频率固定为1 500 Hz/5 μs和氧化膜厚为10 μm时,随着氧化电流密度的增大,氧化膜的生成速度和孔径都随之增大,但同一膜厚的氧化层组成成分金红石型TiO2和锐钛矿型TiO2的相对含量无明显变化;离子束抛光后的氧化膜膜层外疏内密,放电通道内表面更是淀积了电解液溶质、氧化膜颗粒及基材等多种物质的纳米微颗粒.
关键词:
微弧氧化
,
钛合金
,
陶瓷膜
,
微观特性
但敏
,
高翚
,
金凡亚
,
童洪辉
,
沈丽如
,
李炯
材料保护
目前针对微弧氧化中工件形状以及阴阳极放置模式的影响研究得不多.为此,利用自制的微弧氧化设备考察了阴阳极不同放置模式对具有内表面的圆筒铝合金工件微弧氧化膜层的影响.结果表明:阳极垂直竖向放置的膜层不均匀程度要高于卧式放置,随着圆筒长度的增加这种不均匀性越来越严重;圆筒内增加辅助阴极使圆筒内壁电场分布均匀,内壁陶瓷层均匀程度提高,膜层较为致密;圆筒长度增加,圆筒内的陶瓷层仍然非常均匀;内壁陶瓷层中除Al基体外,主要由α-Al2O3和少量的γ-Al2O3组成.
关键词:
微孤氧化
,
铝合金
,
圆筒
,
陶瓷层
,
阴阳极放置模式
但敏
,
童洪辉
,
沈丽如
,
金凡亚
,
李炯
功能材料
选择磷酸盐为主要成分的复合电解液体系,用微弧氧化方法对3种常用的商业铝合金物陶瓷膜分别用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射等探讨了铝合金中元素Mg对陶瓷层的组织形貌、元素分布和相组成的调制作用,并借助硬度、摩擦磨损测试评价了膜层的性能。结果表明膜的相结构主要为γ-Al2O3,α-Al2O3和AlPO4,并含有少量Mg、Cu、Zn、W元素;随着Mg含量的增加表面组织更加细密,膜层中大尺寸缺陷减少;膜层中α-Al2O3含量随Mg含量的增加逐渐减少,当Mg含量接近2.5%时,膜层中只剩下γ-Al2O3;硬度与摩擦磨损测试显示Mg含量的增加导致硬度和耐磨性能下降。
关键词:
合金元素
,
铝合金
,
微弧氧化
,
陶瓷膜层
但敏
,
颜复秀
,
童洪辉
,
沈丽如
,
金凡亚
,
李炯
材料保护
分别用钨酸钠、偏铝酸钠、硅酸钠电解液体系在金属锆表面上制备了氧化锆陶瓷膜。探讨了电解液种类、氧化时间对膜层相结构、微观形貌和耐蚀性的影响。结果表明：氧化膜成分、组织结构、形貌和耐蚀性受电解液种类影响较大；钨酸钠、偏铝酸钠体系陶瓷膜由单斜相组成，而硅酸钠体系则形成了异常的正交相及单斜相，其膜层的耐蚀性不同程度地优于钨酸钠和偏铝酸钠的微弧氧化膜；钨酸钠体系氧化膜的表面粗糙度和孔径随氧化时间增加而增’大，结晶度随着时间的延长而提高。
关键词:
微弧氧化
,
金属锆
,
氧化锆
,
陶瓷膜
,
耐蚀性
,
组织结构
但敏
,
童洪辉
,
沈丽如
,
金凡亚
,
李炯
材料保护
目前未见采用微弧氧化技术提高LD7铝合金耐腐蚀性能的有关报道.在磷酸盐体系电解液中添加一定量的(NaPO<,3>)<,6>,采用微弧氧化(MAO)技术在其表面原位生成陶瓷层.通过扫描电镜、X射线衍射和电化学极化曲线等方法研究了添加(NaPO<,3>)<,6>对微弧氧化陶瓷层组成、结构及耐腐蚀性能的影响.结果表明:添加(NaPO<,3>)<,6>后膜层厚度增加,表面粗糙度降低,膜层更加平滑致密,微孔数量明显减少;膜层主要由α-Al<,2>O<,3>,γ-Al<,2>O<,3>和少量的AlPO<,4>相组成,以α-Al<,2>O<,3>为主;在3.5%NaCl溶液室温电化学行为中,微弧氧化后其自腐蚀电流密度比基体降低了2个数量级,添加(NaPO<,3>)<,6>后引起了阳极过程阻滞并减少Cl<'->富集,从而抑制了点蚀,使自钝化趋势得到提高,耐腐蚀性能明显增强.
关键词:
微弧氧化
,
LD7铝合金
,
六偏磷酸钠
,
陶瓷膜结构
,
耐腐蚀性能
但敏
,
童洪辉
,
沈丽如
,
金凡亚
,
李炯
材料热处理学报
通过微弧氧化-溶胶凝胶复合表面处理技术来提高铝合金的耐腐蚀性能,分析了多层凝胶层对6061铝合金耐腐蚀性能的影响。采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和电化学分析等方法对膜层的表面形貌、化学组成、结构以及耐腐蚀性能进行了表征。研究表明：TiO2溶胶渗入微弧氧化陶瓷膜的微孔以及裂纹中,能有效阻挡腐蚀介质的扩散和渗透;复合处理后的试样较仅微弧氧化处理更平滑、致密;膜层除了γ-Al2O3相外,经高温退火处理后出现TiO2锐钛矿,并形成较好的晶相结构;在3.5%NaCl溶液中的室温电化学行为中,复合处理较微弧氧化处理后的试样自腐蚀电位上升最高约400 mV,自腐蚀电流密度最高减小约3个数量级,极化电阻明显增大;随着凝胶层厚度的增加耐腐蚀性能逐渐增强,但当凝胶层数大于4时,膜层龟裂现象严重,并导致耐腐蚀性能开始下滑。
关键词:
6061铝合金
,
微弧氧化
,
陶瓷层
,
溶胶凝胶
,
耐腐蚀
李炯
,
林炜轩
,
程鹤登
,
陈榕杰
,
王江涌
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.06.031
目的 研究具有不同高度分布函数的表面形貌粗糙度参数的变化.方法 高度分布函数包含了表面形貌的高度信息,通过对其逆运算可重新构建表面形貌.通过统计表征不同高度分布函数所构建的表面形貌的高度类粗糙度参数,并对比分析它们之间的变化关系,从而确定用于准确描述表面形貌的基本高度类参数.结果 源于同一种非高斯型的分布函数构建出的表面形貌,部分表征表面形貌的高度类粗糙度参数会保持一致;而源于不同的非高斯型高度分布函数构建出的表面形貌,其部分高度类粗糙度参数(Ra、Rq、Rsk、Rku)会随高度分布函数形状的变化而发生规律性变化,由此提出了高度类参数简化选择的方式.结论 可根据需求选取适当的粗糙度参数来表征表面形貌.对于满足同一高度分布函数的表面形貌,可以通过测量与峰值(谷值)相关的参数(如Rp、Rv等)或高度位置信息相关的参数(如Rtm、R3y等),来表征区分不同的表面形貌.对于满足不同高度分布函数的表面形貌,可以通过测量由分布函数确定的参数(Ra、Rq、Rsk、Rku)来进行初步的表面表征区分,而后再按照需求进行多参数的测量.
关键词:
高度分布函数
,
表面形貌
,
形貌表征
,
高度类粗糙度参数
,
粗糙度参数简化
,
随机分布
徐桂东
,
沈丽如
,
李炯
材料保护
doi:10.3969/j.issn.1001-1560.2007.06.016
采用直流和直流脉冲电源对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理,得到具有相同厚度的氧化膜,通过显微硬度测定、扫描电镜观察和极化曲线测试等手段研究了不同电源对微弧氧化膜层性能的影响.结果表明:直流电源下膜层的生长速率大于脉冲直流电源下的;用不同电源处理得到的氧化膜,硬度基本相同;脉冲直流电源下氧化膜的表面形貌、耐蚀性好于直流电源下的,高频下氧化膜的表面形貌、耐蚀性优于低频下的氧化膜.
关键词:
直流和直流脉冲电源
,
镁合金
,
微弧氧化
,
极化曲线
,
性能
