冯军
,
童洪辉
,
金凡亚
,
但敏
,
沈丽如
,
陈美艳
,
赖新春
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.05.020
在316L不锈钢基体上,采用磁控溅射镀铝、热处理、氧离子注入复合工艺制备 FeAl/Al2 O3防氚层,并利用 XRD、SEM、EDS 分别对膜层进行了相结构、表面形貌、化学成分等分析.结果表明,磁控溅射制备了质量良好的铝膜,最佳工艺参数为温度170℃,溅射功率1400 W；热处理生成了含 FeAl 相的过渡层,并提高了膜基结合力,在700℃,120 min 时,膜基结合力达到最大值62．5 N；最终由离子注入生成的Al2 O3膜层由α、γ相组成,涂层厚度约360 nm,抗热震性能较好,在600℃下该涂层使316L不锈钢的氘渗透率降低3个数量级.
关键词:
316L 不锈钢
,
磁控溅射
,
热处理
,
氧离子注入
,
防氚
冯军
,
但敏
,
金凡亚
,
陈美艳
,
沈丽如
,
童洪辉
,
张桂凯
稀有金属材料与工程
采用微弧氧化技术在316L不锈钢基体上制备了氧化铝阻氚涂层,利用XRD、SEM、涡流法对涂层进行了相结构、表面形貌、膜厚的分析,并进行了划痕实验、抗热震性能及阻氚性能测试.结果表明:相结构、表面形貌、膜厚受到微弧氧化电流密度、电压、反应时间的影响.其中,电流密度、电压都能改变涂层相结构,较高电流密度将促进Al→Al2O3的形成,而较高电压将促进γ-Al2O3→α-Al2O3的相变.提高电压、反应时间,涂层表面放电孔洞将变大从而影响表面质量;最佳电流密度为9 A/dm2,此时表面质量较好.通过性能测试及综合分析,最佳工艺参数为6 A/dm2、300V、30 min,膜基结合力、抗热震较好,能使316L不锈钢的氚渗透率降低3个数量级.
关键词:
氧化铝涂层
,
阻氚
,
微弧氧化
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
祝土富
,
沈丽如
,
徐桂东
,
金凡亚
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2009.11.017
采用磁过滤直流真空阴极弧沉积技术在单晶硅片、载玻片、不锈钢片基体上制备了含铬类金刚石(Cr-DLC)膜.用光学显微镜、椭偏仪、分光光度计、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射能谱(XRD)、Raman光谱、纳米硬度计、摩擦磨损仪、洛氏硬度计检测了薄膜的组分结构、光学、力学等相关特性.结果表明,硅片上的薄膜厚度为47.6nm,碳含量为89%,s p~3键占碳含量的55.15%.不锈钢片上的薄膜具有典型的DLC膜Raman光谱特征,在空气中的摩擦系数约为0.1,耐磨性能优良,膜与基体的结合性能良好.
关键词:
磁过滤真宅阴极弧
,
含铬DLC膜
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
杨发展
,
沈丽如
,
高翠
,
刘海峰
,
王世庆
功能材料
采用脉冲辉光放电等离子体气相沉积法在316不锈钢表面沉积膜层较厚的类金刚石膜层。利用拉曼光谱仪（Raman）、X射线光电子能谱仪（XPS）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、光学显微镜、显微硬度计和摩擦磨损实验机分别对膜层组成和微观结构及机械性能进行了表征。研究发现,通过脉冲辉光放电等离子体气相沉积法,在316不锈钢表面制备的类金刚石膜层光滑致密;Raman分析得到的ID/IG和IT/IG比值分别为0.72和0.22;FT-IR分析可知膜层含有较多的CHx组成的sp3键;摩擦磨损试验得到膜层的摩擦系数低至0.100,XPS分析膜层sp3含量高达60.7%和光学显微镜测量膜层的厚度达到7mm。由此可知沉积类金刚石膜层后,可以显著地改善316不锈钢表面的机械性能。
关键词:
316不锈钢
,
类金刚石膜层
,
等离子体气相沉积
,
表面性能
