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在优化Na2SiO3电解液制备的镁合金陶瓷膜的防护性能

张慧霞张伟李月洁杜克勤严川伟

腐蚀学报(英文)

    优化镁合金微弧氧化常用的Na2SiO3电解液并制备了白色陶瓷质微弧氧化膜,采用动电位极化曲线和电化学交流阻抗(EIS)等方法研究其防护性能.结果表明,与常用的Na2SiO3电解液制备的试样相比,优化的Na2SiO3电解液所制备试样的自腐蚀电流降低了3个数量级,并表现出较高的阻抗值;在3.5% NaCl溶液中浸泡发生点蚀的时间从24 h延长到240 h.SEMXRD分析结果表明,在优化的Na2SiO3电解液中制备的AZ91D的陶瓷膜层孔隙减少,孔径也较小,且增加了低溶解度的Mg5F2(SiO4)2相和起钝化作用的MgAl2O4.

关键词: 镁合金 , plasma electrolytic oxidation , corrosion resistance , Na2SiO3 solution

镁合金上化学转化膜的制备及其对等离子体电解氧化陶瓷涂层的影响

王丽 , 李美书 , 李福源

电镀与涂饰

采用磷酸盐-高锰酸盐溶液在AZ31镁合金表面制备了化学转化膜.采用田口正交矩阵法,以转化膜在3.5% NaCl溶液中的极化电阻作为指标以及根据信噪比的计算,分析了高锰酸钾质量浓度、溶液pH、转化时间和转化温度对转化膜耐蚀性的影响,获得最优条件为:Na2HPO4 100g/L,KMnO4 20 g/L,温度80℃,pH 3,时间10 min.将优化工艺制备的化学转化膜作为介质阻挡层,在硅酸钠-氢氧化钾电解液体系中,利用等离子体电解氧化技术(PEO)在300V下处理30 min,得到陶瓷涂层.考察了该化学转化膜对PEO放电特性,以及陶瓷涂层形貌、膜厚、成分和耐腐蚀性能的影响.与无预制转化膜的陶瓷涂层相比,有预制化学转化膜的陶瓷涂层的组分差别不大,但极化电阻提高了2个数量级,膜厚增加近一倍.

关键词: 镁合金 , 化学转化 , 介质阻挡层 , 等离子体电解氧化 , 陶瓷涂层 , 田口正交矩阵法 , 耐蚀性

电解液成分对TA1纯钛等离子电解氧化陶瓷膜生长与组织的影响

郭平义 , 王宁 , 秦泽尚 , 朱建华 , 周云

材料热处理学报

钛合金长期植入体内依然存在磨损和腐蚀的问题,因此钛合金表面改性的目的就是提高其表面耐蚀性、耐磨性并赋予生物活性.本文在3种不同的电解液中,采用等离子电解氧化技术在TA1纯钛表面制备含有Ca、P的氧化钛多孔复合陶瓷层.研究了不同电解液中,改变工艺参数对纯钛表面陶瓷层平均厚度和生长机制的影响.采用扫描电镜和能谱分析了电流密度改变时,3种不同电解液中生成复合陶瓷膜的表截面形貌以及成分.结果表明,相同的电流密度,在电解液B中,陶瓷膜初始击穿电位最大,电解液C中陶瓷膜初始击穿电位值最小.正向电流为16 A/dm2时,在电解液A中陶瓷膜表面出现粉末状团聚物,在电解液B和C中,没有粉末状团聚物出现.无论是工艺参数还是电解液成分,对纯钛生物陶瓷膜的生长过程与组织结构都产生很大的影响,适当控制可制备所需的功能陶瓷膜.

关键词: 纯钛 , 等离子电解氧化 , 电解液 , 生长机制 , 组织结构

H13热作模具钢微弧氧化复合陶瓷层的组织和性能

赵建华 , 赵国华 , 李涛 , 刘鑫 , 李佳丽 , 韩二静

材料热处理学报

通过热浸镀铝/微弧氧化复合工艺对H13模具钢进行表面改性以提高模具表面质量。在热浸镀铝过程中,将H13钢基体浸入710℃纯铝液6 min,得到了以Fe2Al5为主中间合金层,使得镀层与基体紧密结合。经过微弧氧化处理后,镀铝试样表面铝层转化为氧化铝陶瓷,主要由α-Al2O3和γ-Al2O3相组成。用带有能谱分析装置(EDX)的扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)分析了膜层的形貌、成分和相组成。微弧氧化陶瓷层主要由Al、O、Si元素组成,其中O、Si主要来源于硅酸盐电解液。

关键词: 热浸镀铝 , 微弧氧化 , 压铸模具 , 表面改性

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

Mn元素对等离子体电解氧化陶瓷层相组成的影响

苗景国 , 陈秋荣 , 董香芸 , 郝康达 , 吴润 , 卫中领

表面技术

在Na2SiO3-NaOH体系的电解液中,对Mn元素含量不同的1070纯铝及3003铝合金进行等离子体电解氧化.对所得陶瓷层的厚度及显微硬度进行了测试,并分析了陶瓷层的微观形貌及相组成.结果表明:1070纯铝表面所形成的陶瓷层由α-Al2O3及γ-Al2O3组成,而3003铝合金表面所形成的陶瓷层则由γ-Al2O3组成;处理时间相同时,3003铝合金所形成的陶瓷层较纯铝1070所形成的陶瓷层更厚,但显微硬度更低,致密性下降,Mn元素对反应过程中高温氧化铝相的形成有一定的抑制作用.

关键词: 等离子体电解氧化 , 锰元素 , 陶瓷层 , 相组成

电化学阻抗谱研究负向电压对AZ31B镁合金微弧氧化陶瓷层致密性的影响

郭泉忠 , 张伟 , 杜克勤 , 王荣

中国腐蚀与防护学报

采用单极性和双极性脉冲,分别改变几种不同正向电压时的负向电压,在AZ31B镁合金表面制备了微弧氧化膜。利用电化学阻抗谱和扫描电镜研究氧化膜的等效电路元件值以及微观结构的变化,从而分析负向电压对镁合金微弧氧化膜致密性的影响。结果表明:负向电压对于微弧氧化陶瓷膜致密性具有至关重要的作用,适当的负向电压可以有效地提高膜层致密性。并且,不同的正向电压下形成致密氧化膜的负向电压都约为30V,不随正向电压变化而变化。

关键词: 镁合金 , 微弧氧化 , 负向电压 , 电化学阻抗谱 , 致密性

KOH溶液中等离子体电解氧化涂层的制备及放电特性

王丽 , 李坚 , 王世琴 , 宁雨 , 陈达明

电镀与精饰 doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2015.08.002

在KOH溶液中采用等离子体电解氧化技术在AZ31镁合金表面制备了陶瓷涂层.对等离子体电解氧化过程放电特性、陶瓷涂层表面形貌、晶相组成及耐腐蚀性能进行了研究,采用光发射光谱对等离子体电解氧化放电阶段等离子体活性物种进行了监测.结果表明,陶瓷涂层主要由MgO和Mg(OH)2组成,表面具有层次感,耐腐蚀电流密度相对于基体材料提高了4个数量级.在75 V时,等离子体活性物种主要由O2+ 383.1 nm,Na 589.0 nm,Mg 519.4 nm,K 769.9 nm组成.这些活性物种对等离子体场能量的稳定起到了关键的作用.

关键词: 镁合金 , 陶瓷涂层 , 等离子体电解氧化 , 活性物种

等离子电解氧化脉冲电压对铝合金陶瓷层结构的影响

秦泽尚 , 邵勇 , 张名涛 , 李为立 , 陈云亮 , 郭平义

腐蚀与防护

在富含超细SiC粉末的电解液中.采用等离子电解氧化技术在铝合金表面生成耐蚀陶瓷膜,系统分析了脉冲电压对陶瓷膜厚度、生长动力学、组织结构和耐蚀性的影响.结果表明,在脉冲电压低于400 V时,随着脉冲电压的升高,陶瓷膜的厚度呈现缓慢增加趋势,电压低于400 V和高于400 V时出现不同的电流-时间变化曲线.随着脉冲电压的上升,陶瓷膜出现三种不同的组织结构,而且在NaCl溶液中显示出不同的耐蚀性.

关键词: 等离子电解氧化 , 铝合金 , SiC , 生长机制 , 腐蚀

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