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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

铋基混合导体透氧陶瓷膜的研究进展

邵宗平 , 熊国兴 , 杨维慎

无机材料学报

近十几年来,混合导体透氧致密膜日益受到人们的重视.本文主要对铋基混合导体膜的研究进展进行了较为全面的概述;着重介绍了我组近年来在此领域的研究进展,同时对其所可能存在的问题进行了分析并提出了展望.

关键词: 氧化铋 , ceramic membrane , oxygen separation , mixed conducting

SrCo0.8Fe0.2O3-δ及SrCo0.8Fe0.1Sn0.1O3-δ的热学性能与透氧性能研究

樊传刚 , 刘卫 , 左艳波 , 邓增强 , 黄祥贤 , 陈初升

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2006.01141

介绍了对SrCo0.8Fe0.2O3-δ及SrCo0.8Fe0.1Sn0.1O3-δ两种透氧膜材料相组成、热学性能及氧渗透性能的研究, 发现实验中获得的SrCo0.8Fe0.2O3-δ透氧膜材料具有长期的相组成稳定性; 在它的B位进一步用Sn取代Fe,获得名义组成SrCo0.8Fe0.1Sn0.1O3-δ样品, 具有典型的双相组成特征. 与单相SrCo0.8Fe0.2O3-δ相比, 双相结构SrCo0.8Fe0.1Sn0.1O3-δ样品的热膨胀率降低, 抗热冲击性能增加显著; 同时, 氧渗透性能也有一定程度的提高, 如1.2mm厚的SrCo0.8Fe0.2O3-δ陶瓷膜样品在1000℃具有1.87×10-6mol cm-2 s-1的透氧率(PO2(h)=2.09×104Pa, PO2(l)=1.2×103Pa), 同样条件下的SrCo0.8Fe0.1Sn0.1O3-δ样品透氧率为2.49×10-6 mol cm-2 s-1.

关键词: 氧渗透 , perovskite structure , ceramic membrane , thermal shocking resistance

钛合金表面原位生长含α-Al2O3相高硬度陶瓷膜的研究

孙学通 , 姜兆华 , 李延平 , 辛世刚 , 姚忠平

无机材料学报

在NaAlO2溶液中,采用微等离子氧化法在Ti-6Al-4V合金表面制备出含α-Al2O3相高硬度陶瓷膜。利用显微硬度计分析了膜层的硬度及其分布,用落球冲击法、耐热循环冲击法研究了膜层与基体的界面结合情况,并探讨了在微等离子体氧化过程中电解液浓度和负相/正相电流比(Ic/Ia)对膜层相组成和力学性能的影响规律。结果表明:在浓度较高的铝酸钠溶液中(0.15-0.20mol/L)得到的膜层含有大量α-Al2O3相且随着Ic/Ia比例减小α-Al2O3相的含量增加,此种膜层硬度为1100-1600Hk50g;而在低浓度溶液中(≤0.050mol/L)得到的膜层只含有Al2TiO5和金红石型TiO2,硬度仅为500-850Hk50g。横截面硬度分布:从界面处到膜的表层硬度逐渐增大并在达到最大值后缓慢下降。利用SEM观察了经落球冲击后膜层的表面的状态,发现膜层表面无裂纹及脱落的现象,膜层与基体结合良好。另外,在耐热循环冲击试验中厚度最低的膜层热冲击循环次数最高。

关键词: 微等离子氧化 , phase composition , titanium alloy , coating

Mg--Li合金微弧氧化陶瓷膜制备及其耐蚀性能

施玲玲徐用军李康姚忠平姜兆华

材料研究学报

通过三种优化工艺体系在Mg--5%Li合金表面上生长陶瓷膜层, 分析了膜层的厚度、显微结构、相组成和耐蚀性. 结果表明, 三种膜层都含有MgO相, 微弧氧化试样的耐蚀性能都明显提高. 使用Na3PO4体系制备的膜层含有MgF2, 膜层最厚、表面有大量裂纹; 使用Na2SiO3体系制备的膜层含有橄榄石型Mg2SiO4, 耐点蚀性能最好; 使用Na2SiO3--Na3PO4体系制备的膜层含有MgSiO3, 致密性最好, 膜层耐均匀腐蚀性能最好.

关键词: 材料失效与保护 , Mg–Li alloy , micro–arc oxidation , ceramic coatings , corrosion resistance

系统选择钙钛矿型透氧膜材料

邵宗平 , 熊国兴 , 杨维慎

无机材料学报

提出了一套系统选择具有高透氧能力、结构稳定性及热化学稳定性的钙钛矿型混合氧离子电子导体透氧膜材料的策略,在此策略指导下开发出了若干新的导体膜材料.采用了标准陶瓷法、络合法等对材料进行了合成,采用色谱法及X射线粉末衍射法分别对其透氧性能与稳定性进行了测定与表征,并将其与几种典型透氧膜材料进行了比较.结果表明此系列新材料确实具有预期的透氧性能与结构和热化学稳定性.典型材料,Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.23-δ导体膜在850℃下透氧量达1.16mL[STP]·cm-2·min-1,并在长达1000多小时的测定中保持稳定的透氧能力.

关键词: 钙钛矿 , ceramic membrane , oxygen separation , partial oxidation of methan

SiCP/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SiCP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,SiCP/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

铝合金微弧氧化陶瓷膜形成过程中的特性研究

吴汉华 , 于凤荣 , 李俊杰 , 吕宪义 , 金曾孙

无机材料学报

保持交流电压脉冲幅度不变,对浸在硅酸钠和氢氧化钠溶液中的铝合金样品进行了微弧氧化处理,发现在陶瓷膜形成过程中,样品的电流随时间明显分成五个不同阶段.对应各阶段所制备的陶瓷膜分别用扫描电镜和X射线衍射仪进行了分析,结果表明,铝合金微弧氧化陶瓷膜主要由γ-Al2O3和α-Al2O3相组成,其含量随氧化时间变化.陶瓷膜内外层α,γ相含量差异主要是由于微弧区熔融的Al2O3凝固时冷却速率不同引起的.

关键词: 微弧氧化 , ceramic coatings , surface morphology , phase component

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