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反应时间对LY12铝合金微弧氧化膜层组织及性能的影响

吴振东 , 姜兆华 , 姚忠平 , 张雪林

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2007.00555

在K₂ZrF 电解液体系中, 利用微弧氧化方法在LY12铝合金表面制备了氧化锆陶瓷膜. 结果表明, 膜层主要由t-ZrO₂、m-ZrO₂组成, 还含有少量的γ-Al₂O₃和KZr₂(PO₄)₃. 随着反应时间的延长, 膜层晶相物质的含量增多; 膜层表面粗糙度增大, 致密性提高; 膜层的厚度近似线性增加, 硬度增大, 耐腐蚀性提高, 抗热震性减弱. 磨损实验表明, 带有氧化锆陶瓷膜的试样耐磨损性能大幅度提高, 铝合金的摩擦系数约为膜层的2/3, 随着反应时间的延长膜层的磨损量先降低后升高, 摩擦系数减小.

关键词: LY12铝合金 , micro-arc oxidation , ceramic coating , zirconia

铝合金表面等离子体电解氧化陶瓷涂层在NaCl溶液中的电化学阻抗谱研究

关永军 , 夏原

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2008.00784

通过调整电解液中硅酸钠的浓度, 利用等离子体电解氧化(PEO)技术在铝合金LY12表面制备了各种陶瓷涂层, 利用光学显微镜、XRD、电化学阻抗谱(EIS)对涂层的形貌、成分和涂层在NaCl溶液中耐腐蚀性能进行了研究. 结果表明: 提高电解液中硅酸钠的浓度可以使得涂层的总厚度增加, 但过高或过低的浓度都会导致致密层厚度的减薄. 当浓度为20g/L时, 所制备的涂层的成分以氧化铝为主; 当浓度为40g/L时, 涂层的成分主要是莫来石和氧化铝; 当浓度超过60g/L
时, 涂层的成分主要为非晶相. EIS的研究表明, 涂层耐腐蚀性取决于涂层中的致密层, 增加致密层的厚度可以提高PEO涂层的耐腐蚀性, 在中性、酸性、碱性腐蚀介质中, PEO涂层都显示出对基体良好的保护作用.

关键词: 等离子体电解氧化 , ceramic coating , electrochemical impedance spectroscopy , corrosion mechanism

钢基铝镀层转化为陶瓷层的演变规律研究

吴振强 , 夏原 , 张春杰 , 李光

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2007.00534

热浸镀铝钢经等离子体电解氧化(Plasma Electrolytic Oxidation, PEO)处理后, 表面铝镀层转化为陶瓷层. 实验对阳极电压变化、陶瓷层生长规律、涂层截面形貌和成分等进行了研究. 结果表明: 在PEO初期, 热浸铝试件的阳极电压变化趋势与纯铝试件相同, 在PEO后期电压有下降趋势. 铝镀层消耗和陶瓷层厚度增长近似为线性变化. 当铝镀层完全陶瓷化后, FeAl层参与PEO反应, 但陶瓷层生长速率变慢, 在界面处出现大量裂纹; 陶瓷层主要成分为Al、Si、O元素, 相结构主要为γ-Al₂O₃与莫来石相, 在PEO后期出现α-Al₂O₃相. 复合陶瓷层硬度呈区域性分布, 陶瓷层最高硬度可达HV1800.

关键词: 热浸铝镀层 , plasma electrolytic oxidation , ceramic coating , transforming regularity

SiC_P/AZ31镁基复合材料微弧氧化膜结构与性能分析

薛文斌 , 金乾 , 朱庆振 , 马跃宇

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00612

采用微弧氧化表面处理技术在SiC颗粒增强AZ31镁基复合材料表面制备保护性陶瓷膜.分析了陶瓷膜的表面形貌、截面组织和相组成，并测量了膜层的硬度、热震和电化学腐蚀特性.结果表明，陶瓷膜由MgO、Mg₂SiO₄和少量同电解液组成元素相关的相所组成，膜内还残留少量SiC_P增强体.膜层的最高硬度可达到HV800，比复合材料基体提高五倍以上.经过100次热循环(500℃→水淬)后膜层与复合材料结合良好，显示该膜层有较好的抗热震性能.微弧氧化处理后，SiC_P/AZ31镁基复合材料的抗腐蚀能力得到较大提高.

关键词: 微弧氧化 , magnesium matrix composites , ceramic coating , properties

微弧氧化 Al-Si-O陶瓷涂层的结构与结合强度

辛世刚 , 宋力昕 , 赵荣根 , 胡行方

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2006.00493

使用微弧氧化方法在铝合金表面制备了包含Al-Si-O的复合氧化物陶瓷涂层. 利用XRD和SEM分析了陶瓷涂层的组成和结构, 通过机械冲击、热冲击和拉伸法评价了涂层与基体的结合强度. 结果显示, 陶瓷涂层由α-Al₂O₃、γ-Al₂O₃和莫来石组成. 涂层表面粗糙, 有大量等离子体放电产物. 陶瓷涂层能承受机械和600℃热冲击, 说明涂层与基体结合好, 具有很好的延展性、抗热震性. 拉伸结果显示, 涂层与基体结合强度高于20MPa.

关键词: 铝合金 , micro-arc oxidation , ceramic coating , adhesion strength

Mg-9Gd-3Y镁合金PEO工艺制备复相陶瓷层电化学腐蚀行为

王萍 , 王刚 , 李建平 , 杨忠 , 郭永春

材料热处理学报

采用等离子体电解氧化(PEO)工艺在Mg-9Gd-3Y镁合金表面制备了复相陶瓷层.通过微观结构分析及电化学测试技术研究了PEO陶瓷层的微观组织及腐蚀行为.结果表明,偏铝酸盐体系中PEO法制备的陶瓷涂层主要由MgO和MgAl2O4相组成,还有少量MgF2相,其中MgAl2 O4尖晶石相约占陶瓷层的19.87％,且由非贯通的等离子体放电微孔与喷射沉积复相氧化物组成.浸泡初期,PEO陶瓷层表现出较好的耐蚀性;浸泡后期,陶瓷层腐蚀电流密度Icorr逐渐增大,陶瓷层电阻Rct快速减小,144 h后陶瓷层的保护能力迅速下降,且陶瓷层表面出现点蚀及裂纹萌生;浸泡过程中,交流阻抗谱由浸泡0～72 h的两个容抗弧转变为浸泡l44～ 300 h的单容抗弧和感抗弧组成,表明腐蚀介质已渗透整个陶瓷层,并萌生点蚀.腐蚀产物主要由Mg(OH)2相组成.陶瓷层的腐蚀主要由等离子体放电微孔开始,逐渐向四周蔓延并形成放射状裂纹而加速腐蚀.

关键词: Mg-Gd-Y合金 , 等离子体电解氧化(PEO) , 陶瓷层 , 电化学腐蚀 , 极化曲线 , 交流阻抗

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