电压对6061铝合金表面微弧氧化膜形成的影响-论文

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铝合金微弧氧化工艺研究概况

铝合金微弧氧化工艺研究概况

铝合金微弧氧化工艺研究概况高成,徐晋勇,叶仿拥,蒙永祥(1.桂林电子科技大学机电工程学院,广西桂林541004;2.广西右江矿务局,广西田东531501)摘要:概述了铝合金微弧氧化技术原理和陶瓷膜特点,分析了电流密度、电压、脉冲频率、脉冲占空比和电解液参数对制备铝合金微弧氧化陶瓷膜的影响,介绍了铝合金微弧氧化的机理和工业应用现状,指出了铝合金微弧氧化技术的研究方向。

关键词:铝合金;微弧氧化;陶瓷膜;工艺参数1 前言微弧氧化技术是在普通阳极氧化的基础上,利用弧光放电增强并激活在阳极上发生的反应,从而在金属材料表面原位形成优质陶瓷膜的方法,是铝、镁、钛等轻金属表面强化处理领域的研究热点之一[1]。

该技术工艺过程容易控制,操作简单,处理效率高,对环境无污染,形成的陶瓷膜具有优异的耐磨和耐蚀性能,以及较高的显微硬度和绝缘电阻[2]。

铝合金微弧氧化技术大幅增强了材料的表面性能,特别适合于在高速和高接触应力环境下作为摩擦副部件的使用,在航天、航空、汽车、机械等行业中具有广阔的应用前景。

2 铝合金微弧氧化技术原理及陶瓷膜特点微弧氧化技术是在传统阳极氧化技术上发展起来的,其本质特征是工作电压较高(超出了阳极氧化的电压范围),从而使反应进入到一个等离子体化学和电化学综合反应的过程[3]。

在这个过程中,当施加的电压超过临界击穿电压时,铝合金表面被击穿,出现大量游动的弧点,瞬间形成超高温区域(103~104K)[4],导致表层薄弱部位熔化甚至气化,在表面微孔放电通道内发生复杂的等离子体化学和电化学反应,形成新的氧化物。

虽然局部瞬间温度很高,但由于表面受电解液的激冷作用,温度不会超过100℃,从而使熔融态的氧化物在激冷作用下沉积在基体表面,堆叠成陶瓷层[3,5]。

微弧氧化形成的陶瓷膜由疏松层(主要含r-Al203)和致密层(主要含a—Al203)组成。

从铝合金表面指向基体方向,由于熔融态氧化铝的冷却速率逐渐减小,使得r 相氧化铝(r一Al203)的含量逐渐减少,a相氧化铝(a—Al203)的含量逐渐增多[6]。

Y(NO3)3对6061铝合金微弧氧化陶瓷层的影响

Y(NO3)3对6061铝合金微弧氧化陶瓷层的影响

Y(NO3)3对6061铝合金微弧氧化陶瓷层的影响孙鹏;牛宗伟;徐山;李明哲;徐明玉【摘要】在硅酸盐碱性电解液中加入Y(NO3)3,利用微弧氧化技术在6061铝合金表面制备了陶瓷层,研究了重稀土对陶瓷层厚度、粗糙度、硬度和表面形貌的影响.结果表明,加入到电解液中的Y(NO3)3可以进入铝合金微弧氧化陶瓷层,适量加入Y(NO3)3可降低铝合金微弧氧化陶瓷层的粗糙度、提高微弧氧化陶瓷层的硬度与耐蚀性,增加陶瓷层的厚度,明显改善铝合金微弧氧化陶瓷层的微观形貌,Y(NO3)3的适宜浓度约为0.003 mol/L.【期刊名称】《电镀与精饰》【年(卷),期】2015(037)005【总页数】5页(P27-31)【关键词】铝合金;重稀土;微弧氧化;陶瓷层【作者】孙鹏;牛宗伟;徐山;李明哲;徐明玉【作者单位】山东理工大学机械工程学院,山东淄博255049;山东理工大学机械工程学院,山东淄博255049;山东理工大学机械工程学院,山东淄博255049;山东理工大学机械工程学院,山东淄博255049;山东理工大学机械工程学院,山东淄博255049【正文语种】中文【中图分类】TG174.451引言铝合金材料有质轻、比强度高、塑性好和易于加工成型等特点,广泛应用于航空、航天及民用工业中,但其硬度低,耐腐蚀性差,又限制了其应用[1-2]。

铝合金表面处理是增强其对环境的适应性,减少腐蚀,延长使用寿命的有效途径,而利用微弧氧化技术在铝合金表面形成陶瓷层,是铝合金有效的表面处理方法之一[3-4]。

电解液是微弧氧化技术重要的构成要素,它对陶瓷层的成膜速度和最终的膜层厚度有强烈的影响,而且其组分还将参与陶瓷层形成的化学反应从而影响膜层的结构和性能[5-8]。

稀土是许多陶瓷材料重要的改性元素,对于改善陶瓷材料的致密性和结构具有明显的作用[9]。

因此,研究稀土在微弧氧化中的作用有其必要性。

稀土元素可以通过加入到微弧氧化电解液中进而在微弧氧化时进入膜层参与氧化反应[10]。

铝合金表面微弧氧化涂层制备的影响因素

铝合金表面微弧氧化涂层制备的影响因素

摘 要:微弧氧化技术是铝合金材料表面改性的一项重要技术。通过微等离子体的高温高压作用,使 所生成的微弧氧化膜具有膜层厚、硬度高、耐磨、耐蚀、耐压绝缘以及抗高温冲击等优异特性,在军事、航 天、航空、纺织、机械、汽车、石油、化工及医疗等工业部门有着广阔的应用前景,特别适用于高速运转且有 耐磨析对铝合金 材料表面改性结果的影响与发展有重大意义。在总结铝合金表面微弧氧化涂层制备的影响因素的基础 上,分析讨论了不同因素对铝合金表面微弧氧化涂层制备的影响。通过选择合理的工艺参数可以获得综 合性能良好的陶瓷膜层。
微弧氧化技术是铝合金材料表面改性的一项重 要技术。通过微等离子体的高温高压作用,使所生 成的微弧氧化膜具有膜层厚、硬度高、耐磨、耐蚀、耐 压绝缘以及抗高温冲击等优异特性,在军事、航天、 航空、纺织、机械、汽车、石油、化工及医疗等工业部 门有着广阔的应用前景,特别适用于高速运转且耐 磨要求高的铝合金零部件的表面处理。
1微弧氧化反应的机理
研究表明,微弧氧化包含了如下基本过程:1)空 间电荷在氧化物基体中形成;2)在氧化物孔中产生 气体放电;3)膜层材料的局部熔化;4)热扩散;5)胶 体微粒的沉积;6)带负电的胶体微粒迁移进入放电 通道;7)等离子体化学和热化学反应。在微弧氧化
方法中,由于采用了局部阳极放电的等离子体增强 技术,极大地提高了膜层的综合性能。通过对膜层 进行X射线图谱分析可知,膜层主要由内层的a — A12O3和外层的)一AlOs组成。其热力学反应式 为:
工艺
材料
铝合金表面微弧氧化涂层制备的影响因素-
陈 转1,周 帆】,蒋秋娥2,岳 坤】,樊建锋3
(1.西安北方光电科技防务有限公司,陕西 西安710043 $.江麓机电集团有限公司 工艺研究院,湖南湘潭411111; 3.山西省新材料工程技术研究中心新材料界面科学与工程教育部重点实验室,山西太原030024)

电源参数对铝合金表面微弧氧化陶瓷膜的影响研究

电源参数对铝合金表面微弧氧化陶瓷膜的影响研究

电源参数对铝合金表面微弧氧化陶瓷膜的影响研究随着科技的不断发展,对铝合金表面进行微弧氧化陶瓷膜处理已经成为一种常见的表面处理技术。

电源参数是微弧氧化陶瓷膜制备过程中的关键因素之一,对陶瓷膜的生成和性能具有重要影响。

本文将从电源参数的角度对其对铝合金表面微弧氧化陶瓷膜的影响进行研究。

首先,电源电压是影响微弧氧化陶瓷膜性能的重要参数之一、在一定范围内增加电源电压,可以提高微弧氧化过程中的放电能量和放电频率,从而增加膜层的硬度和致密性,并改善膜层的耐腐蚀性能。

然而,当电源电压过高时,容易产生过大的放电能量和频率,导致放电时的熔融和溅射现象,从而降低膜层的性能。

因此,在进行微弧氧化陶瓷膜处理时,应选择合适的电源电压,以获得良好的膜层性能。

其次,电源频率也是影响微弧氧化陶瓷膜性能的重要参数。

频率的改变能影响放电过程中的电流密度和气体离子的动能,进而影响微弧氧化陶瓷膜的形成和性能。

一般来说,提高电源频率可以增加电流密度和气体离子的动能,从而促进膜层生长,并提高陶瓷膜的致密性和硬度。

但是,如果电源频率过高,容易造成过大的电流密度和气体离子的动能,引起放电时的熔融、溅射等现象,从而降低膜层的质量。

此外,电源波形也会对微弧氧化陶瓷膜的形成和性能产生影响。

在微弧氧化陶瓷膜处理过程中,常用的波形包括直流、交流等。

直流电源可以提供稳定的放电能量,有利于均匀的膜层生长,但容易产生气体产生的析出物,降低膜层的质量。

交流电源的使用可以改善膜层表面的均匀性,并提高膜层的硬度和致密性。

因此,在选择电源波形时,需根据需要综合考虑。

最后,电源参数对微弧氧化陶瓷膜的影响还与其他因素之间的相互作用有关。

例如,当电源电压和频率同时提高时,放电能量和频率也会随之增加,从而对微弧氧化陶瓷膜性能产生综合影响。

此外,还需要考虑其他因素如阳极材料、电解质溶液浓度等对微弧氧化陶瓷膜的影响。

综上所述,电源参数是影响铝合金表面微弧氧化陶瓷膜制备过程中的重要因素之一、通过合理选择电源电压、频率和波形等参数,可以获得具有良好性能的微弧氧化陶瓷膜。

《2024年高温氧化预处理及升压速率对铝合金微弧氧化的影响》范文

《2024年高温氧化预处理及升压速率对铝合金微弧氧化的影响》范文

《高温氧化预处理及升压速率对铝合金微弧氧化的影响》篇一一、引言铝合金因具有良好的力学性能、加工性能以及优良的耐腐蚀性而被广泛应用于各个工业领域。

为了进一步改善铝合金的表面性能,微弧氧化技术应运而生。

该技术是在传统阳极氧化基础上发展而来,利用瞬时高电压激发电解液中的微弧放电现象,在铝合金表面形成一层致密的陶瓷膜,从而提高其硬度和耐腐蚀性。

然而,微弧氧化过程中涉及到的工艺参数众多,如高温氧化预处理、升压速率等对微弧氧化的效果有着重要影响。

本文旨在研究高温氧化预处理及升压速率对铝合金微弧氧化的影响,为实际生产提供理论支持。

二、实验材料与方法1. 材料准备实验选用的铝合金材料为XXXX,具有优良的机械性能和加工性能。

实验前,将铝合金样品进行清洗、打磨和抛光处理,以去除表面杂质和杂质层。

2. 实验方法(1)高温氧化预处理:将铝合金样品置于高温氧化炉中,在一定的温度和时间条件下进行预处理。

考察不同温度和时间对铝合金表面性质的影响。

(2)微弧氧化处理:采用微弧氧化设备对预处理后的铝合金样品进行微弧氧化处理。

在处理过程中,调整升压速率等参数,观察其对微弧氧化效果的影响。

3. 测试与表征采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等手段对微弧氧化后的铝合金样品进行表面形貌、结构及成分分析。

三、高温氧化预处理的影响高温氧化预处理是微弧氧化过程中重要的前期准备步骤。

在高温条件下,铝合金表面会发生氧化反应,形成一层致密的氧化膜。

这层膜能够提高铝合金的表面粗糙度,有利于后续的微弧氧化过程。

实验结果表明,在一定温度范围内,随着温度的升高和时间的延长,铝合金表面的氧化程度逐渐加深,形成的氧化膜更加致密。

这有利于提高微弧氧化的效果,使陶瓷膜更加均匀、致密。

然而,当温度过高或时间过长时,可能会导致铝合金表面过度氧化,形成过厚的氧化膜,反而影响微弧氧化的效果。

四、升压速率的影响升压速率是微弧氧化过程中的重要参数之一。

升压速率过快或过慢都会对微弧氧化的效果产生不良影响。

6061铝合金微弧氧化陶瓷层生长速度

6061铝合金微弧氧化陶瓷层生长速度

6061铝合金微弧氧化陶瓷层生长速度钟涛生;李小红;蒋百灵【期刊名称】《应用化学》【年(卷),期】2009(26)6【摘要】以变形铝合金6061为实验材料,在六偏磷酸钠质量浓度为8 g/L、硅酸钠质量浓度为5 g/L的溶液中,研究了电流密度、占空比、样品尺寸和溶液温度等因素对微弧氧化陶瓷层生长速度的影响. 结果表明,电流密度越大,样品表面的电压越高,高电压提高了陶瓷层被击穿继续发生内部氧化的能力,陶瓷层生长速度随电流密度的增加以1.425×10-9 m3/(min·A)的速率线性上升. 占空比大小对陶瓷层生长速度几乎无影响,各占空比条件下的生长速率接近0.5 μm/min,而电压随着占空比的减小发生微小的上升. 不同尺寸样品的陶瓷层生长速率均约为0.31 μm/min,但是电压随样品尺寸增大而升高. 溶液温度升高提高了溶液中HSiO-3和H2PO2-3离解程度,增强了溶液的导电能力和离子的扩散能力,使陶瓷层的生长速度加快, 10、20和30 ℃下的生长速度分别为0.35、0.38和0.41 μm/min.【总页数】5页(P692-696)【作者】钟涛生;李小红;蒋百灵【作者单位】江西理工大学应用科学学院,赣州,341000;西安理工大学材料学院,西安,710048;江西理工大学应用科学学院,赣州,341000;西安理工大学材料学院,西安,710048【正文语种】中文【中图分类】O646【相关文献】1.Y(NO3)3对6061铝合金微弧氧化陶瓷层的影响 [J], 孙鹏;牛宗伟;徐山;李明哲;徐明玉2.纯铝及6061铝合金微弧氧化陶瓷层的微观结构和粗糙度 [J], 扶友红;陈明安3.溶液电导率对LY12铝合金微弧氧化陶瓷层的生长速度和致密度的影响 [J], 李均明;蒋百灵;井晓天;文晓斌4.6061铝合金表面新型黄色微弧氧化陶瓷层的制备与表征 [J], 武上焜;杨巍;高羽;苏霖深;刘晓鹏;陈建5.脉数对铝合金表面陶瓷层生长速度的影响 [J], 豆高雅因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

微弧氧化论文

微弧氧化论文

摘要在很多特殊的工业领域,为满足某些特殊的性能需求,需要用到铝及其合金,但铝及其合金的表面硬度低、耐腐蚀性与耐磨性差、抗热震性差制约了铝合金的应用。

通过表面处理工艺进行处理,可以提高铝合金的综合性能,微弧氧化工艺是在阳极氧化工艺基础上发展起来的新兴表面处理技术,微弧氧化膜层具有硬度高,绝缘性与耐腐蚀性和耐磨性好,高抗热震性,氧化膜与基体结合力强等优点,极大地提高了铝合金的应用范围。

本文用微弧氧化技术对铝合金表面进行强化处理,利用正交试验设计优化试验方案, 按4因素(Na2SiO3浓度、KOH浓度、H3BO3浓度、微弧氧化电压)3水平得到正交表,合理安排微弧氧化试验, 达到优化微弧氧化工艺条件的目的:并用极差法评价各因素对陶瓷膜硬度和厚度影响的主次顺序和可能最优水平。

结果表明,铝合金微弧氧化陶瓷膜的硬度和厚度受各因素水平的影响显著, 其中Na2SiO3浓度对陶瓷膜硬度和厚度两指标的影响最大;在最优工艺条件下(Na2SiO3浓度6g/L、H3BO3浓度1.5g/L、KOH浓度0.5g/L、微弧氧化电压360V) ,陶瓷膜致密层总厚度约200 μm。

关键词:铝合金;微弧氧化;正交试验设计;表面处理;陶瓷氧化膜。

1AbstractIn many industries, to meet special performance requirements, it must be used in aluminum and its alloys, aluminum and its alloys, but lower surface hardness, corrsion resistance and poor wear resistance, thermal shock resistance is poor, restricted application of aluminum alloy. Can be processed by surface treatment to improve the comprehensive peforrmance of aluminum alloy. Oxidation in the anodic oxidation process developed on the basis of the newsurface treatment technology, micro-arc oxidation film has high hardness, corrsion resistance and insulation resistance and good wear resistance, high thermal shock resistance,oxide film and the substrate combined with strong advantages, greatly improved the application of aluminun alloy.Applying the technology of micro-arc oxidation to strengthen handling the surface of aluminum alloy, optimal experiments were designed by or thogonal experimental and the or thogonal table was gained according to fuor elements (concentration of Na2 SiO3, concentration of KOH, concentration of H3 BO3, micro-arc oxidation voltage) and three levels, carry out the micro-arc oxidation experiments appropriately, for the aim to obtain condi tions in which micro-arc oxidation technics can be optimized, using the i ntegral balanceable method to estimate the possibly optimal level and evaluate the primary and secondary order of effect to the hardness and thickness of ceramic coating caused by different elements. The results show that the hardness and thickness of micro-arc oxidation ceramic coating on aluminum alloy are effected observably by each element, especially by the concentration of Na2SiO3. In the optimal technics condition ( 6 g/L Na2 SiO3 , 1.5 g/L H3 BO3, 0.5 g/L KOH, 340V micro-arc oxidation voltage) , ceramic coating can reach 1700 HV in hardness and 200 μm in thickness approximately.Keywords:aluminurn alloy;micro-arc oxidation;orthogonal experimental design;surface treatment;ceramic oxide film.目录摘要 (1)第一章绪论 (5)1.1微弧氧化表面处理工艺 (6)1.1.1微弧氧化工艺机理 (6)1.1.2微弧氧化成膜过程 (8)1.1.3微弧氧化工艺参数影响情况 (10)1.1.4微弧氧化技术的特点 (11)1.1.5微弧氧化技术的应用前景 (12)1.2本研究课题的目的和意义 (12)1.2.1本研究课题的目的 (12)1.2.2研究的意义 (13)1.3技术研究思路 (13)1.3.1正交试验设计的基本原理..................................................................... 错误!未定义书签。

电压参数对铝合金微弧氧化陶瓷层相组成的影响

电压参数对铝合金微弧氧化陶瓷层相组成的影响

电压参数对铝合金微弧氧化陶瓷层相组成的影响
郭锋;刘荣明;李鹏飞
【期刊名称】《金属热处理》
【年(卷),期】2007(32)10
【摘要】通过XRD分析,研究了正向、负向电压对铝合金微弧氧化陶瓷层相组成的影响。

结果表明,陶瓷层主要由-αA l2O3相、-γA l2O3相和mullite(莫来石)相组成,-αA l2O3相在陶瓷层内侧的质量分数高于外层,而mullite相的分布则相反。

单独提高正向电压时,-αA l2O3相的质量分数先增后减;而单独提高负向电压时,-αA l2O3相的质量分数明显提高。

-γA l2O3质量分数的变化与-αA l2O3相反。

电压变化时,内侧的mullite相的质量分数变化不大,但外侧的质量分数随电压提高而增加。

【总页数】3页(P38-40)
【关键词】铝合金;微弧氧化;陶瓷层;电压;相组成
【作者】郭锋;刘荣明;李鹏飞
【作者单位】内蒙古工业大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG174.453
【相关文献】
1.工艺参数对2A12铝合金微弧氧化陶瓷层生长的影响 [J], 孙志华;国大鹏;刘明;郭孟秋;陆峰;陶春虎
2.铝合金微弧氧化陶瓷膜层相组成述评及分析 [J], 苗景国;王泽忠;沈钰
3.电解液对铝合金微弧氧化陶瓷膜相组成和元素成分的影响 [J], 龙北玉;吴汉华;龙北红;汪剑波
4.负电压对2A50铝合金微弧氧化陶瓷层微观结构和耐磨性能的影响 [J], 李小晶;文帅;符博洋;毛昕;张敏;王启伟;陈平
5.电压对铝合金微弧氧化陶瓷层形成的影响 [J], 刘荣明;郭锋;李鹏飞
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6061铝合金微弧氧化涂层的组织结构与性能

6061铝合金微弧氧化涂层的组织结构与性能

6061铝合金微弧氧化涂层的组织结构与性能陈兴驰;肖晓玲;李福海;张吉阜;林凯生【摘要】采用微弧氧化技术在6061铝合金材料表面制备保护性涂层,通过试验,在铝酸盐体系电解液中,采用恒电流控制模式能够制备出厚度大于56μm的致密涂层.利用SEM和XRD测试微弧氧化涂层的显微组织和相结构,并测试了氧化涂层的显微硬度分布.结果表明,涂层成分主要含 Al及O元素,由α‐Al2 O3,γ‐Al2 O3及少量的Al相组成;涂层的平均显微硬度为1317Hv0.1,比基体硬度提高了10倍.%In aluminate electrolyte systems ,protectivecoatings(thickness>56 μm) were fabricated on 6061 aluminum alloy surface by micro‐arc oxidation and constant current .T he microstructure and phase struc‐ture of microarc oxidation coatings ,together with its microhardness distribution ,were investigated by SEM and XRD .The results showed that the coating was mainly composed of Al and O ,with the phases ofγ‐Al2 O3 ,α‐Al2 O3 ,and Al formed .The hardness of ceramic oxide coatings with the value of 1317 Hv0 .1 was ten times higher thanthat of 6061 aluminum alloy .【期刊名称】《材料研究与应用》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】4页(P228-231)【关键词】微弧氧化;铝合金;陶瓷涂层;显微组织和相结构【作者】陈兴驰;肖晓玲;李福海;张吉阜;林凯生【作者单位】广东省工业技术研究院广州有色金属研究院,广东广州 510650;广东省工业技术研究院广州有色金属研究院,广东广州 510650;广东省工业技术研究院广州有色金属研究院,广东广州 510650;广东省工业技术研究院广州有色金属研究院,广东广州 510650;广东省工业技术研究院广州有色金属研究院,广东广州 510650【正文语种】中文【中图分类】TG174.46061锻铝具有良好的成型、焊接及机加工性能,同时具有中等强度,广泛应用于要求有一定强度的各种工业结构件[1].由于6061铝合金表面容易出现腐蚀或磨损,采用硬质阳极氧化对其进行表面处理,可在一定程度上提高它的耐蚀耐磨性,但不能抵抗服役条件更苛刻的环境.微弧氧化是在传统的阳极氧化的基础上,进一步提高电压对阀金属(Al,Mg及Ti等)或其合金进行表面处理[2-3],通过电解液与电源参数的匹配调节,在微电弧火花放电时产生的瞬时高温高压作用下,在阀金属表面生长出以基体元素的氧化物为主,辅以电解液组分的陶瓷涂层,为基体材料提供保护[4].该技术主要是在碱性的盐溶液中进行,具有对环境污染小、易操作以及涂层综合性能优良等优点,是近年来备受关注的一种新兴的表面处理技术.一般认为,微弧氧化溶液分为四大体系:硅酸盐体系、磷酸盐体系、铝酸盐体系和硼酸酒石酸盐体系[5].其中硅酸盐体系对环境无污染,并且SiO32-具有良好的离子吸附性,应用最为广泛[6].但是以硅酸盐作为电解液的主要成分时,膜层生长速率较快,由于其击穿电压高,会导致膜层表面微孔大,孔隙率高,致密性较差[7].铝酸盐体系有助于提高微弧氧化膜层的硬度,改善膜层的致密性[8],但是铝酸盐溶液不稳定,易出现白色絮状物,研究报道相对较少.本文采用铝酸盐体系对6061铝合金表面进行微弧氧化处理,通过分析涂层的显微组织、物相结构及涂层的显微硬度,探讨微弧氧化技术制备氧化涂层的实用性.1 试验材料及方法试验材料为6061铝合金锻压板材,其化学成分列于表1.将试样加工成50mm×30 mm×4 mm的块体,经400号砂纸打磨后,常温除油、清洗、烘干后放入电解槽中进行微弧氧化处理.试验采用恒电流控制模式,在电解液为铝酸盐体系中进行.设定正向电流密度为5 A/dm2,正负电流密度比为1∶2,频率300 Hz,正向占空比40%,负向占空比50%,微弧氧化时间90 min.用WHD-60型微弧氧化设备对试样进行微弧氧化处理,微弧氧化过程中采取搅拌和冷却,将电解液的温度控制在50 ℃以下.表1 6061铝合金化学成分Table 1 The composition of 6061 Al alloy元素SiFeCuMnMgCrZnAl含量w/%0.50.70.20.151.00.100.25余量用JSM5910型扫描电镜(SEM)对试件进行表面形貌观察,加速电压20 kV;利用SEM附带的X射线能谱仪(EDS)对试件进行微区元素定性分析;用D8 Advance X 射线衍射仪分析陶瓷膜层的相成分,测试条件为:Cu Kα辐射,小角度衍射,ω=1°,扫描速度1.5步/秒,步长0.04°;采用MH-5D型显微硬度计测试涂层的显微硬度,加载载荷100 g,加载时间15 s.2 试验结果与讨论2.1 微弧氧化涂层的显微组织图1为微弧氧化涂层的表面形貌,从1(a)图中可以看出,涂层表面有明显的烧结熔融痕迹,直径约为5~10 μm的泡状突起,突起中心残留一些孔径不等、类似火山口的小孔,孔径的大小约3~5 μm.这是由于微弧氧化过程是在放电-击穿熔化-冷却凝固循环进行的,这些泡状突起是熔融的氧化物冷却凝固的产物[9].涂层在高压放电过程中被击穿,且在高能量的作用下,涂层不断的有熔融物出现,并伴有气体的释放,气体通过放电通道排出,因此在胞状突起中心在冷却凝固时出现微细小孔.在微弧氧化期间,氧化熔融物由于电解液的冷却作用使得涂层快速凝固.图1(b)是图1(a)放大2000倍后的形貌,可以看出涂层类似云层状结构,其表面局部有微小裂纹.涂层是一层一层堆垛而成的,刚形成时只是熔融的冷却物,是一层相对疏松的熔融氧化物,由于微弧氧化过程持续放电,在高温高压下不断对其进行热处理,使熔融物经过多次的相变而形成致密涂层;微裂纹的出现是由于从放电微孔喷出的熔融物在电解液中发生激冷以及γ-Al2O3相转变为α-Al2O3相,使体积收缩产生的应力所致[10].图1 6061铝合金微弧氧化涂层的表面形貌Fig.1 Surface image of micro arc oxidation coating on 6061 Al alloy图2(a)是陶瓷层的横截面形貌,从图2(a)中可清晰地看到涂层由疏松层和致密层组成,涂层厚度为64 μm,其中致密层厚度56 μm,占总涂层厚度的极大部分,涂层中没发现穿孔及裂纹.图2(b)为对微弧氧化膜截面进行的SEM线扫描成分分析,图3为涂层各元素的线扫描图谱.从横截面的各元素扫描图谱中可以看出,Al元素的峰值强度最高,其次是O元素,证明涂层中的成分主要是Al和O元素,涂层内部的Al,O元素含量基本保持不变,在涂层/基体交界处,Al和O元素的含量出现了台阶,Al元素含量突然减少,O元素含量突然增加.Si和Mg元素作为基体材料的微量合金元素,它们的峰值强度在基体及涂层中变化不大,Mg和Si在微弧氧化过程中进入涂层,分布比较均匀.图2 6061铝合金微弧氧化涂层(a)横截面形貌; (b)成分分布Fig.2 Micro arc oxidation coating on 6061 Al alloy(a)cross-sectional image; (b) composition profiles图3 涂层中各元素的扫描图谱(a)Al;(b)O;(c)Mg;(d)SiFig.3 Scanning spectra of elements in coating2.2 氧化涂层的物相分析图4为微弧氧化涂层的XRD图谱.从衍射图谱中可以看出,氧化涂层的衍射峰尖锐明显,说明微弧氧化时结晶化程度较高,经标定可知氧化涂层中主要由α-Al2O3,γ-Al2O3和少量的Al相(来自基体)组成.由于γ-Al2O3的形核自由能比α-Al2O3小,从放电微孔喷出的熔融物遇到冷的电解液时急冷,首先生成γ-Al2O3相,γ-Al2O3为亚稳定相,γ-Al2O3加热到较高温度时转变为稳定相α-Al2O3,但要在1000 ℃以上时,这种转变的转化速度才比较大.微弧区等离子体的温度非常高(2000 ℃以上),电解液的快速冷却作用,对γ-Al2O3相转化成α-Al2O3相有利[11].而且α-Al2O3具有较高的硬度值,有利于涂层硬度的提高.也有文献认为,在微弧氧化过程中,由于电化学和化学反应,在表面和膜内孔壁上形成的Al2O3水合物,这些不断生成的沉淀物只有经过微弧区的高温烧结,才能变成硬度更高的α-Al2O3和γ-Al2O3[12].图4 6061铝合金微弧氧化涂层的XRD图谱Fig.4 XRD pattern of micro arc oxidation coating on 6061 Al alloy2.3 微弧氧化涂层显微硬度材料的硬度与材料的许多力学性能有着重要的联系,表面硬度的提高有利于提高材料的抗磨损性能.图5为6061铝合金经过微弧氧化处理涂层的显微硬度分布曲线.由图5可知,试样硬度的最大测量值为1392Hv0.1,平均显微硬度为1317Hv0.1,基体材料的显微硬度120Hv0.1.涂层与基体材料的硬度相比,涂层的硬度提高10倍,所以微弧氧化膜生成的α-Al2O3和γ-Al2O3能够显著地提高6061铝合金的显微硬度,还可以提高材料的抗磨损性能,对基体材料起到了更好的保护作用[13]. 图5 6061铝合金经过微弧氧化处理涂层的显微硬度分布曲线Fig.5 The microhardness distribution curve of micro arc oxidation coating on 6061 Al alloy3 结论(1)6061铝合金材经过微弧氧化处理能够形成厚度56 μm的致密涂层,并且与基体材料形成冶金结合.涂层主要由Al和O元素组成.(2)微弧氧化陶瓷层主要相结构由α-Al2O3,γ-Al2O3和少量的Al组成,α-Al2O3和γ-Al2O3的生成显著提高了涂层的显微硬度.(3)涂层的显微硬度最高达1392Hv0.1,平均显微硬度1317Hv0.1,比基体的显微硬度提高10倍.【相关文献】[1] 薛文斌,蒋兴莉,杨卓,等. 6061铝合金微弧氧化陶瓷膜的生长动力学及性能分析[J].功能材料,2008,39(4):603-606.[2] 蒋百灵,白力静,蒋永锋,等.铝合金微弧氧化技术[J].西安理工大学学报,2000,16(2):138-142.[3] 刘亚娟,徐晋勇,高成,等.铝合金微弧氧化技术的研究进展[J].材料导报,2010,24(16):217-220.[4] 段关文,李金富,王拥军,等.铝合金的微弧氧化研究[J].表面技术,2007,36(3):21-22.[5] 陈静,徐晋勇,高成,等.铝合金微弧氧化溶液体系的研究进展[J].材料导报,2011,25(8):107-109.[6] 王永康,郑宏哗,李炳生,等.铝合金微弧氧化溶液中添加剂成分的作用[J].材料保护,2003,36(11):63.[7] 贺子凯,唐培松.溶液体系对微弧氧化陶瓷膜的影响[J].材料保护,2001,34(11):12-13.[8] 吴汉华.铝、钛合金微弧氧化陶瓷膜的制备表征及其特性研究[D].吉林:吉林大学,2004:55-57.[9] 王艳秋,王岳,陈派明,等.7075铝合金微弧氧化涂层的组织结构和耐蚀耐磨性能[J].金属学报,2011,47(4):455-461.[10] 蒋百灵,白力静,蒋永锋.LY12铝合金表面氧化铝陶瓷层的生长过程[J].中国有色金属学报,2001,11(2):186-189.[11] 杨明家,周大伟,张守文,等.铝合金微弧氧化陶瓷膜研究[J].佳木斯大学学报:自然科学版,2010,28(2):245-247.[12] 薛文斌,邓志威,来永春,等.铝合金微弧氧化陶瓷膜的相分布及其形成[J].材料研究学报,1997,11(2):169-172.[13] 鲍爱莲,刘万辉.铝合金表面微弧氧化陶瓷层耐磨性[J].表面技术,2007,36(6):48-49.。

电压对铝合金微弧氧化膜表面形貌的影响

电压对铝合金微弧氧化膜表面形貌的影响

电压对铝合金微弧氧化膜表面形貌的影响引言:
铝合金微弧氧化膜是一种新型的表面处理技术,它可以在铝合金表面形成一层坚硬、耐磨、耐腐蚀的氧化膜,提高铝合金的表面性能。

而电压是微弧氧化过程中的一个重要参数,它对氧化膜的形貌和性能有着重要的影响。

本文将从电压对铝合金微弧氧化膜表面形貌的影响进行探讨。

一、电压对微弧氧化膜表面形貌的影响
微弧氧化过程中,电压是控制氧化膜形貌的重要参数之一。

当电压较低时,氧化膜表面呈现出较为平整的形貌,而当电压逐渐升高时,氧化膜表面会出现更多的孔洞和凸起,形成了一种多孔、粗糙的表面形貌。

这是因为在高电压下,微弧氧化过程中产生的氧化物离子和金属离子的扩散速度加快,导致氧化膜表面形貌的变化。

二、电压对微弧氧化膜表面性能的影响
微弧氧化膜的表面形貌对其性能有着重要的影响。

研究表明,当微弧氧化膜表面形貌较为平整时,其耐腐蚀性能较好,而当表面形貌较为粗糙时,其耐磨性能较好。

这是因为表面形貌的不同会影响氧化膜的结构和成分,从而影响其性能。

三、电压对微弧氧化膜表面结构的影响
微弧氧化膜的表面结构也受到电压的影响。

当电压较低时,氧化膜表面结构较为致密,而当电压逐渐升高时,氧化膜表面结构会变得更加
松散,孔洞也会变得更大。

这是因为在高电压下,氧化膜表面的氧化物离子和金属离子的扩散速度加快,导致氧化膜结构的变化。

结论:
电压是微弧氧化过程中的一个重要参数,它对铝合金微弧氧化膜表面形貌、性能和结构都有着重要的影响。

在实际应用中,需要根据不同的要求和应用场景,选择合适的电压进行微弧氧化处理,以获得最佳的表面性能和结构。

《2024年铝合金微弧氧化陶瓷层特性及超声波效应机理研究》范文

《2024年铝合金微弧氧化陶瓷层特性及超声波效应机理研究》范文

《铝合金微弧氧化陶瓷层特性及超声波效应机理研究》篇

摘要:
本文旨在研究铝合金微弧氧化陶瓷层的特性以及超声波在微弧氧化过程中的效应机理。

通过实验和理论分析,探讨了微弧氧化陶瓷层的形成过程、物理化学性质及其对材料性能的影响,并进一步分析了超声波在微弧氧化过程中的作用机制。

本文的研究结果对于优化铝合金表面处理技术、提高材料性能具有重要指导意义。

一、引言
铝合金因其轻质、耐腐蚀等特性,在航空、汽车、电子等领域得到了广泛应用。

然而,铝合金的表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性仍需进一步提高。

微弧氧化技术作为一种有效的表面处理技术,能够在铝合金表面生成陶瓷层,显著提高材料的性能。

近年来,超声波在微弧氧化过程中的应用也逐渐受到关注。

因此,研究铝合金微弧氧化陶瓷层的特性及超声波效应机理具有重要的学术价值和实际应用意义。

二、铝合金微弧氧化陶瓷层的特性
1. 形成过程
微弧氧化是一种通过在铝合金表面施加高电压,引发局部放电,使表面材料在高温高压下与电解液发生反应,从而形成陶瓷层的技术。

该过程涉及复杂的物理化学变化。

2. 物理化学性质
微弧氧化陶瓷层具有高硬度、高耐磨性、良好的耐腐蚀性等优点。

其硬度可达HRC60。

铝合金表面微弧氧化

铝合金表面微弧氧化

铝合金表面微弧氧化铝合金是一种常见的轻质金属材料,具有优良的导热性能和优良的机械性能,在工业制造和日常生活中得到广泛应用。

然而,铝合金的表面容易受到氧化的影响,降低了其耐腐蚀性和美观度。

为了改善铝合金的表面性能,人们开发了一种叫做微弧氧化的表面处理技术。

微弧氧化,又称为电解微弧氧化、电解氧化、阳极氧化等,是一种利用电解液中产生的微弧放电现象,在铝合金表面生成一层致密的氧化膜的过程。

这种氧化膜具有很高的硬度、良好的耐磨性和耐腐蚀性,能够有效地提高铝合金的表面性能。

微弧氧化的工艺过程相对复杂,主要包括前处理、电解液配方、微弧氧化设备和后处理等几个步骤。

首先,需要对铝合金表面进行清洗和除油处理,以确保氧化膜的附着力。

然后,选择合适的电解液进行配方,常用的电解液包括硫酸、硫酸铬、硫酸酒石酸等。

接下来,将铝合金制品作为阳极,放入电解槽中,通过施加一定的电压和电流,使电解液中产生微弧放电。

在微弧放电的作用下,铝合金表面发生氧化反应,生成致密的氧化膜。

最后,对氧化膜进行封闭处理,以增加其耐腐蚀性和硬度。

微弧氧化的氧化膜主要由氧化铝和硅酸盐组成,具有多孔结构。

这种多孔结构不仅增加了氧化膜的表面积,还能够提高其附着力和耐磨性。

此外,氧化膜中的氧化铝颗粒还具有良好的耐腐蚀性,能够有效地保护铝合金基体不受腐蚀。

因此,微弧氧化处理后的铝合金具有较高的耐腐蚀性、硬度和耐磨性。

微弧氧化技术广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑材料等领域。

在航空航天领域,微弧氧化技术可以用于制造航空发动机零部件和飞机外壳,提高其耐高温和耐腐蚀性能。

在汽车制造领域,微弧氧化技术可以用于制造汽车发动机缸体、车身结构件等,提高其耐磨性和耐腐蚀性。

在建筑材料领域,微弧氧化技术可以用于制造铝合金门窗、幕墙等,提高其耐候性和耐腐蚀性。

铝合金表面微弧氧化是一种有效的表面处理技术,能够显著提高铝合金的表面性能。

通过微弧氧化处理,铝合金可以获得较高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性,适用于各种领域的应用。

终电压对铝合金Mo_和V_黑色微弧氧化膜形成过程的影响

终电压对铝合金Mo_和V_黑色微弧氧化膜形成过程的影响

表面技术第53卷第9期终电压对铝合金Mo和V黑色微弧氧化膜形成过程的影响刘圆敬,刘丹*,单大勇,韩恩厚(广东腐蚀科学与技术创新研究院,广州 510530)摘要:目的以钼酸盐和钒酸盐为着色剂,探究终电压对黑色微弧氧化膜形成过程的影响。

方法在六偏磷酸钠和硅酸钠的微弧氧化体系中,添加NH4VO3和Na2MoO4作为着色剂,在清洁的6063铝合金表面获得不同终电压下的微弧氧化膜,通过SEM、XRD、XPS分析膜层的形貌、结构和成分,通过色差仪和紫外可见分光光度计表征膜层的颜色特性和吸光率,通过极化曲线和电化学阻抗谱分析膜层的电化学性能。

结果膜层的主要成分为O、Al、P、Si、Mo、V,其中Mo、V以MoO3、MoO2、V2O5、V2O3的形式存在。

当终电压从350 V提高至550 V时,微弧氧化膜层的微孔变得少而大,颜色由褐色逐渐变为黑色,L从65.01减小到22.63,对可见光(波长250~800 nm)的吸收率从69.4%增至96.5%以上,膜层厚度和粗糙度从4.00、0.55 μm 分别增至35.00、2.41 μm,自腐蚀电流密度降至1.48×10−6 A/cm2,自腐蚀电位(vs. SCE)正移至−0.07 V,阻抗值大幅提高,达到2.48×105 Ω·cm2。

结论 NH4VO3、Na2MoO4是铝合金黑色微弧氧化的有效着色剂,反应生成的V2O5、V2O3、MoO3、MoO2是膜层呈现黑色的根本原因,随着终电压的升高,膜层吸光率和耐蚀性均提高,氧化膜的完整性对膜层性能的影响显著。

关键词:铝合金;黑色微弧氧化;耐蚀性;着色机理;吸光率;电化学中图分类号:TG178 文献标志码:A 文章编号:1001-3660(2024)09-0034-09DOI:10.16490/ki.issn.1001-3660.2024.09.004Influence of Final Voltage on Formation Process of Black Micro-arc Oxidation Coating on Aluminum Alloy with Mo and VLIU Yuanjing, LIU Dan*, SHAN Dayong, HAN Enhou(Institute of Corrosion Science and Technology, Guangzhou 510530, China)ABSTRACT: NH4VO3 and Na2MoO4 were chosen as colorants to investigate the influence of different final voltages on properties of black micro-arc oxidation coatings on aluminum alloys, and the formation process of the coatings. In the micro-arc oxidation system of sodium hexametaphosphate and sodium silicate, NH4VO3 and Na2MoO4 were added as colorants to obtain micro-arc oxidation films on the clean surface of 6063 aluminum alloy at different final voltages (350, 400, 450, 500, 550 V), with micro-arc oxidation electrical parameters set as constant current mode, with a current density of 10 A/dm2, frequency of 800 Hz, and a duty cycle of 10%. The morphology, structure, and composition of the coatings were analyzed by SEM, XRD, and收稿日期:2024-02-29;修订日期:2024-04-11Received:2024-02-29;Revised:2024-04-11基金项目:广州市基础研究计划(SL2022A04J00598)Fund:Guangzhou Basic Research Program (SL2022A04J00598)引文格式:刘圆敬,刘丹,单大勇, 等. 终电压对铝合金Mo和V黑色微弧氧化膜形成过程的影响[J]. 表面技术, 2024, 53(9): 34-42.LIU Yuanjing, LIU Dan, SHAN Dayong, et al. Influence of Final Voltage on Formation Process of Black Micro-arc Oxidation Coating on Aluminum Alloy with Mo and V[J]. Surface Technology, 2024, 53(9): 34-42.*通信作者(Corresponding author)第53卷第9期刘圆敬,等:终电压对铝合金Mo和V黑色微弧氧化膜形成过程的影响·35·XPS. The roughness and thickness of micro-arc oxidation coatings were conducted with a white light interferometer and a thickness gauge. The color characteristics and absorbance of the coatings were characterized with a colorimeter and a UV-visible spectrophotometer, and the electrochemical properties of the coatings were analyzed by polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy. The crystallinity of the micro-arc oxidation coating was relatively low. The main components of the coating were O, Al, P, Si, Mo and V, with Mo and V existed as MoO3, MoO2, V2O5 and V2O3. The micro-arc oxidation coatings at different final voltage tightly bonded with the substrate, there were no obvious cracks between the coating and the substrate.As the final voltage increased from 350 V to 550 V, the micro-arc oxidation coating underwent remelting, the surface discharge channels on the coating transited from small and dense to large and sparse. And the average pore size increased from(0.82±0.64)μm to (2.58±1.8)μm. The color of the micro-arc oxidation coatings changed gradually from brown to black, the Lvalue decreased from 65.01 to 22.63, the light absorption for visible light (wavelength 250-800 nm) increased from 69.4% to over 96.5%. The thickness and roughness of the coatings increased from 4.00 μm and 0.55 μm to 35.00 μm and 2.41 μm, respectively. With the increase of the final voltage of micro-arc oxidation, the corrosion resistance of the coating was significantly enhanced. The coating prepared at a final voltage of 550 V exhibited optimal corrosion resistance. The self-corrosion current density decreased to 1.48×10−6 A/cm2, the self-corrosion potential relative to the substrate increased from −0.84 V to −0.07 V, and the impedance increased to 2.48×105Ω·cm2. NH4VO3 and Na2MoO4 were effective coloring agents for black micro-arc oxidation of aluminum alloys. In the process of micro-arc oxidation, the reaction of NH4VO3 and Na2MoO4 in the plating solution under the action of a strong electric field generated V2O5, V2O3, MoO3, and MoO2, which had their own color characteristics. Under the combined action of the generated substances, the micro-arc oxidation coating became black. The increase in final voltage promoted the accumulation of coloring components in the coating, thus enhancing the blackness of the membrane. With the increase of final voltage, both the light absorption performance and corrosion resistance of the coating were significantly enhanced.KEY WORDS: aluminum alloy; black micro-arc oxidation; corrosion resistance; coloration mechanism; absorbance;electrochemistry铝合金的密度低,加工成形性好,力学性能和导电性优异,应用广泛。

《2024年高温氧化预处理及升压速率对铝合金微弧氧化的影响》范文

《2024年高温氧化预处理及升压速率对铝合金微弧氧化的影响》范文

《高温氧化预处理及升压速率对铝合金微弧氧化的影响》篇一一、引言随着科技的发展,铝合金作为一种重要的工程材料,其表面处理技术得到了广泛的研究和应用。

微弧氧化技术作为一种新兴的表面处理技术,因其具有优异的耐腐蚀性、高硬度及良好的装饰性等特点,在铝合金表面处理中受到了极大的关注。

本文旨在探讨高温氧化预处理及升压速率对铝合金微弧氧化的影响。

二、高温氧化预处理的影响1. 预处理过程高温氧化预处理是一种常用的铝合金表面处理方法,其原理是在高温环境下,使铝合金表面形成一层致密的氧化膜,以提高铝合金的耐腐蚀性和硬度。

这一过程对后续的微弧氧化处理具有重要影响。

2. 影响机制(1)改善表面粗糙度:高温氧化预处理可以使铝合金表面变得更加粗糙,增加表面积,有利于后续微弧氧化过程中电解液的渗透和膜层的生长。

(2)提高膜层附着力:高温氧化预处理形成的氧化膜与基体之间的结合力较强,可以增强微弧氧化膜层与基体之间的附着力,从而提高膜层的稳定性。

(3)优化膜层性能:高温氧化预处理可以改变铝合金表面的化学成分和微观结构,有利于微弧氧化过程中形成更加致密、均匀的膜层,从而提高膜层的耐腐蚀性和硬度。

三、升压速率的影响1. 升压速率定义升压速率是指在微弧氧化过程中,电压从初始值升高到设定值的速度。

升压速率的快慢对微弧氧化的过程和结果具有重要影响。

2. 影响机制(1)影响膜层生长速度:升压速率过快可能导致膜层生长速度过快,容易出现膜层不均匀、缺陷多的情况;而升压速率过慢则可能导致膜层生长速度过慢,影响生产效率。

因此,合适的升压速率对于获得均匀、致密的膜层至关重要。

(2)影响膜层质量:升压速率还会影响膜层的微观结构和化学成分,从而影响膜层的耐腐蚀性、硬度和装饰性等性能。

合适的升压速率可以获得更加致密、均匀的膜层,提高膜层的质量。

四、实验结果与分析通过对比实验,我们可以得出以下结论:1. 高温氧化预处理可以显著改善铝合金微弧氧化的效果,提高膜层的耐腐蚀性和硬度。

《高温氧化预处理及升压速率对铝合金微弧氧化的影响》范文

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《高温氧化预处理及升压速率对铝合金微弧氧化的影响》篇一一、引言随着现代工业技术的不断发展,铝合金因其优良的物理和化学性能,在航空、汽车、电子等领域得到了广泛应用。

然而,铝合金表面硬度低、易氧化、易腐蚀等问题也日益突出。

微弧氧化技术作为一种新兴的表面处理技术,通过在铝合金表面形成一层致密的陶瓷膜,有效提高了铝合金的耐腐蚀性和硬度。

本文将探讨高温氧化预处理及升压速率对铝合金微弧氧化的影响。

二、高温氧化预处理的影响1. 预处理过程高温氧化预处理是一种常用的铝合金表面处理技术,其主要目的是通过在一定的温度和气氛下对铝合金进行氧化,以提高其表面的耐腐蚀性和硬度。

在预处理过程中,铝合金表面会形成一层致密的氧化膜,这层膜将作为微弧氧化的基础。

2. 影响机制高温氧化预处理对微弧氧化的影响主要体现在以下几个方面:(1)改善表面粗糙度:经过预处理的铝合金表面更加平整,有利于微弧氧化过程中陶瓷膜的均匀生长。

(2)提高表面活性:预处理过程中,铝合金表面会形成一些活性物质,这些物质在微弧氧化过程中将参与反应,有助于提高陶瓷膜的质量。

(3)增强膜层附着力:预处理形成的氧化膜与微弧氧化形成的陶瓷膜之间具有良好的结合力,有利于提高整体膜层的附着力。

三、升压速率的影响1. 升压速率定义升压速率是指在微弧氧化过程中,电压随时间升高的速度。

不同的升压速率将影响微弧氧化的过程和结果。

2. 影响机制(1)影响放电行为:升压速率过快可能导致放电不均匀,使得陶瓷膜生长不均匀;而适当的升压速率则有利于放电的稳定进行,从而获得均匀致密的陶瓷膜。

(2)影响膜层质量:升压速率过快可能导致陶瓷膜内部产生较大的应力,从而降低膜层的致密度和附着力。

适当的升压速率有助于获得高质量的陶瓷膜。

四、实验与结果分析为了研究高温氧化预处理及升压速率对铝合金微弧氧化的影响,我们进行了以下实验:1. 实验材料与方法选用某牌号的铝合金作为实验材料,分别进行高温氧化预处理和微弧氧化。

《冷轧AA6061铝合金的织构、微米压痕与腐蚀性能研究》

《冷轧AA6061铝合金的织构、微米压痕与腐蚀性能研究》

《冷轧AA6061铝合金的织构、微米压痕与腐蚀性能研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展,铝合金因其优良的物理性能和加工性能,被广泛应用于航空、汽车、电子等领域。

AA6061铝合金作为其中的一种重要类型,其经过冷轧处理后,具有更高的强度和塑性。

本文以冷轧AA6061铝合金为研究对象,重点探讨了其织构、微米压痕以及腐蚀性能。

二、织构研究织构是金属材料的一个重要特征,它决定了材料的力学性能和物理性能。

对于冷轧AA6061铝合金而言,其织构的形成与冷轧过程中的变形行为密切相关。

通过电子背散射衍射(EBSD)技术,我们观察到冷轧AA6061铝合金具有明显的织构特征。

在晶粒分布上,材料呈现出明显的纤维状结构,表明在冷轧过程中,晶粒发生了显著的变形和再结晶。

此外,我们还发现织构的强度和类型与冷轧过程中的轧制方向、轧制温度等工艺参数密切相关。

三、微米压痕研究微米压痕技术是一种用于研究材料力学性能的有效方法。

通过微米压痕测试,我们可以获得材料的硬度、弹性模量等关键力学性能参数。

在冷轧AA6061铝合金的微米压痕测试中,我们发现材料的硬度随着压痕深度的增加而逐渐降低。

这表明材料在受到外力作用时,表层具有较高的硬度和较强的抵抗变形的能力。

此外,我们还发现材料的弹性模量也具有显著的方向性特征,与材料的织构特征密切相关。

四、腐蚀性能研究腐蚀是金属材料在特定环境下的一种常见失效形式。

对于冷轧AA6061铝合金而言,其腐蚀性能与其表面状态、内部组织以及外部环境等因素密切相关。

通过电化学腐蚀测试,我们发现冷轧AA6061铝合金在特定环境下具有较好的耐腐蚀性能。

这主要归因于其致密的氧化膜层和稳定的内部组织。

然而,在不同环境下,材料的腐蚀行为可能存在差异,因此在实际应用中需要充分考虑环境因素的影响。

五、结论通过对冷轧AA6061铝合金的织构、微米压痕和腐蚀性能的研究,我们得出以下结论:1. 冷轧处理可以显著改变AA6061铝合金的织构特征,使其具有更高的强度和塑性。

6061铝合金微弧氧化陶瓷膜的生长动力学及性能分析

6061铝合金微弧氧化陶瓷膜的生长动力学及性能分析

6061铝合金微弧氧化陶瓷膜的生长动力学及性能分析薛文斌;蒋兴莉;杨卓;张盈;李夕金;田华【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2008(039)004【摘要】研究了6061铝合金微弧氧化陶瓷膜的生长规律,分析不同膜厚度下膜层截面组织、成分和相组成,并测量了氧化膜显微硬度分布和电化学腐蚀特性.氧化膜生长分为3个阶段,随着氧化时间的延长,膜层由向外生长逐渐过渡到向内生长,其表面粗糙度线形增加.氧化膜由α-Al2O3、γ-Al2O3和SiO2非晶相构成,SiO2相主要分布在外部疏松层里.显微硬度极大值随膜厚增加而增大,硬度值同α-Al2O3的相对含量密切相关.6061铝合金经过微弧氧化处理后抗腐蚀能力得到很大提高.【总页数】5页(P603-606,610)【作者】薛文斌;蒋兴莉;杨卓;张盈;李夕金;田华【作者单位】北京师范大学,低能核物理研究所射线束技术与材料改性教育部重点实验室,北京,100875;北京师范大学,低能核物理研究所射线束技术与材料改性教育部重点实验室,北京,100875;北京师范大学,低能核物理研究所射线束技术与材料改性教育部重点实验室,北京,100875;北京师范大学,低能核物理研究所射线束技术与材料改性教育部重点实验室,北京,100875;北京师范大学,低能核物理研究所射线束技术与材料改性教育部重点实验室,北京,100875;北京师范大学,低能核物理研究所射线束技术与材料改性教育部重点实验室,北京,100875【正文语种】中文【中图分类】TG174.45【相关文献】1.用微弧氧化法在TC4合金表面制备含钙、铝、磷陶瓷膜陶瓷膜 [J], 付连春;姜兆华;姚忠平;孙学通2.用微弧氧化法在TC4合金表面制备含钙、铝、磷陶瓷膜陶瓷膜 [J], 付连春;姜兆华;姚忠平;孙学通3.酒石酸添加量对6061铝合金阳极氧化陶瓷膜特性的影响 [J], 李思锐4.6061铝合金手机外壳蓝色陶瓷膜层的制备 [J], 曾舟; 苗景国; 张玉波; 孙凯5.纯铝及其合金微弧氧化陶瓷膜性能分析 [J], 吴振东;姜兆华;姚忠平;张雪林因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

6061铝合金搅拌摩擦焊焊缝微弧氧化涂层的耐蚀性

6061铝合金搅拌摩擦焊焊缝微弧氧化涂层的耐蚀性

6061铝合金搅拌摩擦焊焊缝微弧氧化涂层的耐蚀性欧艳春;陈明安【摘要】对6061铝合金搅拌摩擦焊(FSW)焊缝进行微弧氧化(MAO)处理来提高其耐蚀性能.采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)分析了FSW焊核区与母材区的表面和截面形貌及其组成,通过极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)研究了焊核区、母材区微弧氧化前后的耐蚀性能,并通过盐水浸泡实验进一步验证了其耐蚀性.微弧氧化涂层能够显著提高搅拌摩擦焊接头的耐蚀性能,且焊核区微弧氧化涂层的耐蚀性比母材区微弧氧化涂层更好.【期刊名称】《电镀与涂饰》【年(卷),期】2015(034)013【总页数】6页(P719-724)【关键词】铝合金;搅拌摩擦焊;焊缝;微弧氧化;耐蚀性【作者】欧艳春;陈明安【作者单位】中南大学材料科学与工程学院,湖南长沙410083;中南大学材料科学与工程学院,湖南长沙410083【正文语种】中文【中图分类】TG178First-author’s address:School of Materials Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China6061铝合金为Al-Mg-Si系合金,由于其优异的力学性能和耐蚀性能而被广泛应用于航空航天、船舶、现代建筑及交通运输等结构构件中[1-2]。

常规的熔化焊焊接此类合金,在热循环作用下,其热影响区中时效强化相发生溶解,降低了焊件的力学性能[3-4]。

搅拌摩擦焊(friction stir welding,FSW)技术是一种新的固相焊接技术[5],焊核区由于发生了剧烈塑性变形和动态再结晶,晶粒细化,提高了其力学性能[6-8]。

然而,由于 6061铝合金表面存在大量第二相粒子,其与基体的电势差在摩擦搅拌焊件不同区域会引起不同程度的电偶腐蚀[9-10]。

最有效的防护与改善方法之一就是在铝合金表面形成一层阻挡膜层,使合金与环境隔离,如化学转化处理、有机涂层、阳极氧化和微弧氧化等[11-12]。

纯铝微弧氧化电压恒压

纯铝微弧氧化电压恒压

纯铝微弧氧化电压恒压纯铝微弧氧化是一种常见的表面处理技术,通过在铝表面形成氧化膜来提高其耐腐蚀性、硬度和附着力。

而实现纯铝微弧氧化的关键是控制电压,其中恒压是一种常用的工作方式。

纯铝微弧氧化的过程中,电压是一个重要的参数。

恒压是指在整个氧化过程中,电压保持不变。

相比于恒流方式,恒压方式在实际应用中更加常见。

这是因为恒压方式可以更好地控制氧化膜的厚度和质量,同时也能提高氧化速度。

在恒压方式下,首先需要选择合适的电压值。

一般来说,电压过高会导致氧化膜过厚,而电压过低则会使氧化膜质量下降。

因此,需要根据具体情况选择适当的电压值。

恒压方式下的纯铝微弧氧化过程可以分为三个阶段:启动阶段、稳定阶段和终止阶段。

启动阶段是指在开始施加电压后,由于氧化膜的形成需要一定的时间,表面的氧化膜会逐渐增厚。

稳定阶段是指在氧化膜形成后,电压保持不变,而氧化膜的厚度和质量逐渐稳定。

终止阶段是指当氧化膜达到一定厚度后,停止施加电压,结束氧化过程。

恒压方式下的纯铝微弧氧化,除了电压外,还需要控制其他参数。

例如,电解液的成分和浓度,电解液的温度,氧化时间等。

这些参数会直接影响到氧化膜的厚度和质量。

因此,在实际应用中,需要根据具体要求进行合理的参数选择和控制。

纯铝微弧氧化技术在实际应用中有广泛的应用。

例如,它可以用于改善铝合金的表面性能,提高其抗腐蚀性和硬度。

此外,纯铝微弧氧化还可以用于制备功能性薄膜,例如防反射膜、耐磨膜等。

这些薄膜在光学、电子、航空航天等领域有重要的应用价值。

纯铝微弧氧化是一种重要的表面处理技术,恒压是其常用的工作方式之一。

恒压方式可以更好地控制氧化膜的厚度和质量,提高氧化速度。

在实际应用中,除了电压外,还需要合理选择和控制其他参数。

纯铝微弧氧化技术在改善铝合金表面性能、制备功能性薄膜等方面具有广泛的应用前景。

通过恒压方式的纯铝微弧氧化,可以为各行各业提供更高品质的铝材料。

微弧氧化处理对6061铝合金电偶腐蚀防护

微弧氧化处理对6061铝合金电偶腐蚀防护

微弧氧化处理对6061铝合金电偶腐蚀防护李鹏飞;郭泉忠;王勇;左晓姣;汪川【期刊名称】《装备环境工程》【年(卷),期】2024(21)5【摘要】目的提高船舶上铝合金的耐蚀性能。

方法使用双极性脉冲电源对6061铝合金进行微弧氧化处理,并使用环氧树脂进行封孔,通过电化学测试、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、浸泡腐蚀试验和电偶腐蚀试验等方法,对膜层的表面形貌、截面形貌、物相组成和耐蚀性能进行测试。

结果制备的6061铝合金微弧氧化膜层厚度约为40μm,致密均匀。

在240h浸泡试验后,仍具有较强的耐蚀性,与316L不锈钢耦合的电流密度从约47μA/cm^(2)下降到20μA/cm^(2)左右,对6061铝合金的耐蚀性有显著提升。

封孔处理后,浸泡腐蚀240h,未发现明显腐蚀,电偶电流进一步下降到11μA/cm^(2)。

结论对6061铝合金进行微弧氧化处理,可以有效提高其耐蚀性能,对电偶腐蚀有较好的抑制作用,封孔处理则可以进一步提高铝合金的耐蚀性能。

【总页数】11页(P121-131)【作者】李鹏飞;郭泉忠;王勇;左晓姣;汪川【作者单位】沈阳工业大学材料科学与工程学院;中国科学院金属研究所;辽宁沈阳土壤大气环境材料腐蚀国家野外科学观测研究站【正文语种】中文【中图分类】TG174.4【相关文献】1.6061铝合金与30CrMnSiA结构钢在模拟工业-海洋大气环境下的电偶腐蚀防护2.微弧氧化6061铝合金的腐蚀行为研究3.工作电压对微弧氧化6061铝合金耐腐蚀性能的影响4.微弧氧化处理对钛-钢电偶腐蚀行为的影响5.微弧氧化处理对铝合金钻杆与钢接头电偶腐蚀行为的影响因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

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m mx 20 mi n x8 mm 。
的氧 化 膜 , 可 大 幅度 延 长 其 使 用 寿命 , 拓 展 其 应 用
领 域口 - 4 ] 。针 对不 同特 定合 金 表 面 , 其 表 面 微 弧 氧化 过 程及 膜层 特性 存 在 明显 差 异【 5 - 9 ] 。在影 响微 弧 的诸 多因素中 , 微 弧 氧 化 闭合 电路 中 , 电解 液 组 成 不 变 , 其 电导 率及 电压 降就 不 发生 变化 。通 过改 变预 设 电 压可 以改变施 加于 电解 液与试样 表面 之间 的电压 , 其
金属 成形及 表面 处理 .
表 1 临 界起 弧 电压
Ta b . 1 T h e c r i t i c a l a r c s t a r t i n g v o l t a g e
电话 : 1 3 8 4 8 1 1 2 0 6 0 E — ma i l : l c wws j @1 6 3 . c o m
6 0 6 1系铝 合 金 属 于 A1 . Mg — S i 系合 金 ,中 等强
度. 具 有 良好 的塑 性 和优 良的 耐蚀 性 , 广 泛 应 用 于 建筑 、 船舶 、 电车 、 铁 道 车辆 、 航空 、 航 天 等 领 域 。在 该 合 金 表 面通 过微 弧 氧 化 形 成 一 定 厚 度 均 匀 致 密
Ke y wo r d s : f o w a r r d v o l t a g e ; 6 0 61 a l u mi n i u m a l l o y ; mi c r o — a r c o x i d a t i o n ; c o a t i n g s ; o x i d a t i o n c u re n t
Ef fe c t s o f Fo r war d Vo l t a ge o n Mi c r o -a r c Oxi da t i o n Fi l m o n 6 0 6 1 Al u mi ni um Al l o y
YA NG H u i f a n g , L I U C a i w e n , wU S h i j u n
摘 要 : 采用 微弧氧化法在 6 0 6 1铝合 金 表 面 制 备 微 弧 氧 化 膜 , 研 究 氧 化 电 压 对 微 弧 氧 化 正 负 向 电流 、 膜 层 厚 度 和 生 长 率 的 影 响 。结 果 表 明 , 正 向 和负 向 电压 分 别 为 4 6 0 V和 1 3 0 V时 , 正 负 向 电流 波 动 明 显 , 膜层均匀 , 厚度为 l 1 8 m , 膜的生长率为 3 . 9 3 I x m / mi n , 膜 层 由疏 松 层 和致 密 层组 成 , 致 密层 所 占 比例 约为 9 5 %。 关键 词 : 正向电压 ; 6 0 6 1铝合 金 ; 微弧氧化 ; 氧化膜 ; 氧 化 电流 中 图分 类 号 : T G1 7 4 文 献标 识 码 : A 文章 编 号 : 1 0 0 0 . 8 3 6 5 ( 2 0 1 4 ) 0 6 . 1 2 2 5 . 0 3
所选 6 0 6 1 铝 合 金 的化 学 成 分 f %) 为: 0 . 8 ~ 1 . 2
M g、 0. 4 -0 . 8 S i 、 0. 1 5  ̄0. 4 Cu、 0. 7 Fe、 0 . 1 5 M n、 0. 2 5
Z n 、 0 . 2 5 T i 、 0 . 0 4 ~ 0 . 3 5 C r , 余 量 为 Al 。 试样 尺寸 为 4 0
电压 对 6 0 6 1铝合 金表面微 弧氧化膜 形成 的影 响
杨 慧芳 , 刘彩 文 , 吴 士军
( 1 . 内蒙古工业 大学 材料 科学与 X - . 程 学院 , 内蒙古 呼 和浩特 0 1 0 0 5 1 ; 2 . 呼 和浩特职业 学院 生物化学 工程 学『 完, 内蒙古
呼 和 浩特 0 1 0 0 7 0 )
氧 化膜 层形 成过 程 的影 响 。
2 结 果 与讨 论
2 . 1 临 界 起 弧 电 压
1 实验 材 料 与 方 法
收 稿 日期 : 2 0l 3 一l 2 . 1 8
表 1为不 同正 向氧化 电压 下所 记 录的 临界 起弧
电压 。可 以看 出 , 随着正 向氧 化 电压 的增 加 , 临 界起
微 弧 氧化 负 向 电压 为 1 3 0 V。 频率 为 1 0 0 Hz , 氧 化时 间为 3 0 mi n 。采用 光 学显微 镜 观察膜 层 与基体 的结 合情况 。 利 用 电涡 流测厚 仪测 量膜 厚度 。 电解液
组成 为 8 L Na z S i O 3 、 2 N a 2 WO4 、 l L Na OH、 0 . 5 LNa 2 E DT A和 1 0 mL / L C 3 H 8 O 3 , 采 用 去 离 子水
B i o c h e mi s t r y E n g i n e e r i n g , H o h h o t V o c a t i o n a l C o l l e g e , H o h h o t 0 1 0 0 7 0 , C h i n a )
Ab s t r a c t :T h e mi c r o - a r c o x i d a t i o n i f l m o n 6 0 6 1 a l u mi n i u m a l l o y we r e p r e p a r e d b y mi c r o — a r c o x i d a t i o n , a n d t h e e f f e c t s o f
( 1 . S c h o o l o f Ma t e r i a l s S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n g , I n n e r Mo n g o l i a Un i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y , Ho h h o t 0 1 0 0 51 , Ch i n a ; 2 . C o l l e g e o f
Vo 1 . 3 5 NO . 6
J u n. 2O1 4
铸 造 技 术
F OUNDRY T ECHN0L 0GY ・1 2 2 5・
・ 材 料 保 护 及 表 面 工 程 Ma t e r i a l P r o t e c t i o n a n d S u r f a c e E n g i n e e r i n g・
c o mp o s e d o f l o o s e l a y e r a n d d e n s i t y l a y e r , a n d t h e p r o p o r t i o n o f t h e d e n s e l a y e r i s a b o u t 9 5 %.
基 金项 目: 内 蒙 古 自 治 区 自 然 科 学 基 金 项 目( 2 0 1 3 MS 0 8 1 2 ) ; 内 蒙 古 工 业 大 学 重 点 研 究 项 目( Z D2 0 1 2 1 4 )
作 者 简 介 :杨 慧 芳 ( 1 9 9 0 一 ) 。 女, 山西 太原 人 , 硕 士生 . 研 究方 向 : 轻
f o r wa rd v o l t a g e o n f o r wa r d a n d r e f o w a r r d c u r r e n t , t h i c k n e s s o f me mb r a n e a n d g r o wt h r a t e we r e s t u d i e d . T h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e p o s i t i v e a n d n e g a t i v e c u r r e n t f l u c t u a t e o b v i o u s l y wh e n t h e f o r v o l t a g e a r e 4 6 0 V a n d 1 3 0 V,
r e s p e c t i v e l y .T h e t h i c k n e s s o f t h e u n i f o r m me mb r a n e i s 1 1 8 I x m,a n d t h e ro g wt h r a t e i s 3 . 9 3 I x m/ mi n . Th e me mb r a n e i s
配 制。电压分 别取 3 4 0 、 3 8 0 、 4 4 0、 4 6 0和 4 8 0 V, 对应 的 斌样 编 号分别 为 S 0 1 、 S 0 2 、 S 0 3 、 S 0 4和 S 0 5 。
表面微 弧氧化过程和膜层特性也会发生变化 。 本文 通 过改 变正 向氧化 电压 , 研究 其对 6 0 6 1 铝 合 金微 弧
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