不同硅含量铝合金的微弧氧化及膜层特性研究_李康
铝合金微弧氧化膜层耐蚀性研究现状综述论文
铝合金微弧氧化膜层耐蚀性研究现状周雅,江溢民,周佳(南昌航空大学材料科学与工程学院,南昌330063)[摘要] 铝合金微弧氧化技术是提高其表面性能的一项重要技术,微弧氧化膜层的耐蚀性直接影响其适用范围。
较系统地总结了铝合金微弧氧化中影响膜层耐蚀性的因素,包括电解液和电参数2大部分。
电解液主要由主盐、添加剂及NaOH等组分组成;电参数主要是电流、电压、占空比及频率等因素。
提出了几种提高微弧氧化膜层耐蚀性的后处理方法,探讨了各因素对膜层耐蚀性影响的作用机理。
[关键词]铝合金;微弧氧化;耐蚀性[中图分类号] TG178 [文献标志码] [文章编号]Corrosion Resistance Research on Coating of Aluminum Alloy Micro-arcOxidationZHOU Ya,JIANG Yi-min,ZHOU Jia(School of Material Science and Engineering, Nanchang HangkongUniversity , Nanchang 330063)Abstract: Microarc Oxidation Technology is an important technology to improve the surface performance of Aluminum Alloy .MAO corrosion resistance directly affects its application scope. This paper systematically summarized the factors which effected corrosion resistance of aluminum alloy MAO coating, and mainly divided into electrolyte and the electric parameters. The electrolyte is mainly composed of main salt, additive, NaOH and other components, electrical parameters are electric current, voltage, duty ratio, frequency and other factors. At the same time, the post-processing technology is an important method for improving the corrosion resistant performance of the film, this paper discussed the mechanism of action on the corrosion resistance of the film. Key words:Aluminium alloy; Micro-arc Oxidation; Corrosion Resistance0 前言铝及其合金应用非常广泛,归功于它的高比强度和良好的物理性能,但是其硬度低,耐磨耐蚀性差,在某些领域应用受到限制[1]。
《Al-Nd合金镀层及微弧氧化膜的制备与性能研究》范文
《Al-Nd合金镀层及微弧氧化膜的制备与性能研究》篇一摘要:本文研究了Al-Nd合金镀层及微弧氧化膜的制备工艺,并对其性能进行了系统性的分析。
通过控制制备过程中的参数,优化了镀层和膜层的结构和性能,并对其耐腐蚀性、硬度和耐磨性等关键性能进行了详细探讨。
一、引言随着科技的发展,铝及其合金在工业领域的应用日益广泛。
为了提高铝及其合金的表面性能,如耐腐蚀性、硬度和耐磨性等,人们开发了多种表面处理技术。
其中,Al-Nd合金镀层和微弧氧化技术是两种重要的表面处理技术。
本文旨在研究这两种技术的制备工艺及其性能特点。
二、Al-Nd合金镀层的制备与性能研究1. 制备工艺Al-Nd合金镀层的制备主要采用浸渍法,通过控制浸渍时间、温度、Nd含量等参数,获得不同结构和性能的镀层。
2. 结构与性能分析通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对镀层进行结构分析,结果表明Al-Nd合金镀层具有致密的晶体结构和良好的附着力。
此外,对镀层的硬度、耐腐蚀性和耐磨性进行了测试,发现随着Nd含量的增加,镀层的硬度、耐腐蚀性和耐磨性均有所提高。
三、微弧氧化膜的制备与性能研究1. 制备工艺微弧氧化膜的制备主要采用微弧氧化技术,通过调整电解液成分、电压、电流等参数,控制膜层的生长过程。
2. 结构与性能分析利用XRD、SEM和能谱分析(EDS)等技术对膜层进行结构分析,发现微弧氧化膜具有多孔结构,且孔隙率随电解液成分和工艺参数的变化而变化。
对膜层的硬度、耐腐蚀性和耐磨性进行测试,结果表明微弧氧化膜具有较高的硬度、良好的耐腐蚀性和一定的耐磨性。
四、结果与讨论通过对Al-Nd合金镀层和微弧氧化膜的制备工艺及性能进行分析,我们可以得出以下结论:1. 通过控制制备过程中的参数,可以优化Al-Nd合金镀层和微弧氧化膜的结构和性能。
2. Al-Nd合金镀层具有较高的硬度、良好的耐腐蚀性和耐磨性,且随着Nd含量的增加,这些性能得到进一步提高。
3. 微弧氧化膜具有多孔结构,孔隙率可随电解液成分和工艺参数的调整而变化。
微弧氧化提高铝合金耐磨性能的研究
微弧氧化提高铝合金耐磨性能的研究摘要:铝合金因密度小、比强度高等特点而被广泛应用于航空、航天和其他民用工业中,但其硬度低、不耐磨损。
为了提高铝合金的硬度、耐磨性、耐蚀性以及涂装等性能,须对铝合金表面进行处理。
其中,阳极氧化处理或硬质阳极氧化处理是最常用的方法之一。
近年来,微弧氧化技术(Micro-arc oxidation,MAO)在国内外迅速发展,它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,从而在铝、钛、镁金属及其合金表面形成陶瓷氧化膜。
该技术工艺简单,生成的氧化膜均匀致密,与基体结合强度高,能够大幅度提高阀金属的力学性能,在航天、航空、汽车、电子和机械等行业中具有巨大的应用前景。
关键词:微弧氧化;铝合金;耐磨性;分析1导言微弧氧化技术是在传统的液相电化学氧化反应的基础上发展起来的。
它将工作区域引入到高压放电区域,使金属表面处在微弧形成的等离子体高温(约3000 K)、高压(20~50 MPa)作用下,在金属表面原位生成坚硬、致密的陶瓷氧化膜,如铝合金表面微弧氧化膜主要由α-Al2O3,γ-Al2O3相组成,所得的氧化膜硬度高、与基体结合牢固、结构致密,大大提高了有色金属的耐磨损、耐腐蚀、抗高温冲击及电特性等多种性能。
2微弧氧化技术的机理20世纪30年代初,研究人员等第一次报道了强电场下浸在液体里的金属表面会发生火花放电现象,而且火花对氧化膜具有破坏作用。
后来发现,利用该现象也可制成氧化膜涂层,最初应用于镁合金防腐。
从20世纪70年代开始,美国、德国和前苏联相继开展了这方面的研究。
Vigh等阐述了产生火花放电的原因,提出了“电子雪崩”模型,并利用该模型对放电过程中的析氧反应进行了解释。
Van等随后进一步研究了火花放电的整个过程,指出“电子雪崩”总是在氧化膜最薄弱、最容易被击穿的区域首先进行,而放电时的巨大热应力则是产生“电子雪崩”的主要动力,与此同时,Nikoiaev等提出了微桥放电模型。
《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
一
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
铝合金因其优良的物理和机械性能,被广泛应用于航空、汽车、电子等领域。
为了提高铝合金的耐腐蚀性、硬度和耐磨性,表面处理技术显得尤为重要。
微弧氧化技术作为一种新兴的表面处理技术,能够在铝合金表面形成一层陶瓷层,有效提高材料的综合性能。
而超声波的引入,进一步丰富了微弧氧化技术的内涵,对于提高陶瓷层的性能和质量具有重要意义。
二、铝合金微弧氧化陶瓷层的特性
1. 形成过程及结构特点
微弧氧化是一种电化学过程,通过在铝合金表面施加高电压,使电解液中的微弧放电,在高温高压条件下形成陶瓷层。
该陶瓷层具有多孔性、高硬度、高耐磨性等特点。
2. 物理化学性质
微弧氧化陶瓷层具有较高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
其硬度可达HV 800。
铝合金微弧氧化膜层的成分与形貌研究
铝合金微弧氧化膜层的成分与形貌研究论文作者方明指导教师杜建成摘要:本文研究了铝合金微弧氧化膜的性质,通过X衍射实验分析了氧化膜的两个组成部分:致密层和疏松层的成分;利用扫描电镜观察微观组织的不同,进一步通过硬度实验和HCl溶液腐蚀实验来测试膜层的硬度和耐腐蚀性。
结果表明:膜层中的α-Al2O3是造成膜层硬度高的主要原因,而致密层是耐腐蚀的关键所在。
关键词:铝合金,微弧氧化,致密层,疏松层0引言在众多金属材料当中,铝材料由于具有储量大、密度小、比强度高、易成型等优点而在航空航天、汽车工业等多个领域有广泛应用,但铝质材料最严重的弱点就是质软、磨损大、难以润滑,而且很容易在介质中发生腐蚀,造成产品的失效,因此对其进行相应的表面处理成为亟需解决的问题。
当前的表面处理技术有电镀、化学气相沉积、离子束注入沉积、阳极氧化、微弧氧化等等。
电镀硬铬虽能显著提高表面硬度,但其前处理工艺复杂且产生废水污染环境,因而这种技术的推广受到了限制;化学气相沉积和离子束注入沉积在处理中需要保持高温,这样易对铝等熔点较低的材料造成损伤;阳极氧化所得氧化层薄,且硬度不高,因此难以满足耐磨、耐蚀要求。
微弧氧化作为近年来新兴的表面处理技术,具有工艺简单、效率高、无污染、处理工件能力强等优点,适于推广。
微弧氧化技术又称阳极火花沉积或微等离子体氧化,是在传统的液相电化学氧化反应的基础上发展起来的,它将工作区域引入到高压放电区域,使金属表面处在微弧形成的等离子体高温高压作用下,从而在金属表面原位生成了坚硬的陶瓷氧化膜。
所得的氧化膜硬度高,与基体结合牢固,结构致密,大大提高了铝合金耐磨损、耐腐蚀等多种性能,在纺织、机械、电子、航空等领域有广泛的应用前景。
[1-4]本文通过对氧化膜层的扫描电镜观察、X射线衍射分析、硬度测量对铝合金微弧氧化膜层的性能和结构进行一些研究,并在此基础上通过一些腐蚀实验来检验铝合金微弧氧化膜的耐腐蚀性能。
1实验材料和方法本实验采用的样品为Φ24×7mm圆饼状L Y12硬铝合金,样品采用本系自行研制的30kW微弧氧化装臵进行表面处理,包括专用双极性高压电源、电解槽、搅拌系统、冷却系统。
铸铝合金不同厚度膜层微弧氧化防腐蚀性能试验研究
对 比试验 。结果 表 明 , 于该型铸 铝 合金 T 热 处理 状 态 防腐蚀 能 力优 于 T5微 弧氧 化 处理 能 明显提 高该型 对 7 ;
铸 铝 合 金 防腐 蚀 能 力 , 经不 同厚 度微 弧 氧 化 处 理 的 该 型铸 铝 合 金 , 腐蚀 深度 无 显 著 差 异 ; 相 同面积 区域 在 内, 蚀损 伤 的程 度有 明 显的 不 同 ,0 0 m 的微 弧 氧化 膜 防腐蚀 性 能最好 。 腐 5 ~7
装 备 环 境 工 程
・
第9 卷
第a m
62 ・
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
E UP N E VR N N A E GN E IG Q IME T N I O ME T L N I E R N
2 1 年 0 月 02 6
铸铝合金不 同厚度膜层微 弧氧化 防腐蚀性能试验研 究
谭晓 明 杨芳菲 王刚 沈 尔明 由宝财 L皖 明 。仞万非 ‘ 苹 , , , ,
Ab t a t 6 o r f sl p a e twe e c ri d o to a tau n m l y s e i n wi i e e t e tt a me ta d s r c :9 0 h u so ats r y ts r a re u n c s l mi u a l p cme t d f r n a r t n n o h f h e d fe e t h c n s fmir — C o i a i n fl . h e u ts o d t a h t c r o i n p ro ma c fT7 i e trt a h t f i r n ik e so c o a x d t m T e r s l h we h t e a i o r so ef r n e o sb t n t a f t r o i t n - e h o
铝合金微弧氧化陶瓷膜性能、组织结构与生长机制的开题报告
铝合金微弧氧化陶瓷膜性能、组织结构与生长机制
的开题报告
1.研究背景:
铝合金是一种常见的轻金属材料,具有良好的物理和化学性质,广
泛应用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。
然而,铝合金表面容易受
到机械冲击、腐蚀和氧化等因素的影响,降低了其使用寿命和性能。
因此,研究提高铝合金表面性能的方法和技术至关重要。
微弧氧化是一种
新兴的表面改性技术,可以形成陶瓷膜,提高铝合金表面的硬度、耐磨性、耐腐蚀性等性能。
2.研究目的:
本研究旨在探究铝合金微弧氧化陶瓷膜的性能、组织结构与生长机制,为铝合金表面改性提供理论和实验依据。
3.研究内容:
(1)铝合金微弧氧化陶瓷膜的制备方法和工艺条件研究。
(2)分析铝合金微弧氧化陶瓷膜的性能,包括硬度、耐磨性、耐腐蚀性等。
(3)研究铝合金微弧氧化陶瓷膜的组织结构特征和形成机制,包括膜层厚度、孔隙度、晶体结构等。
(4)探究制备条件对铝合金微弧氧化陶瓷膜性能和组织结构的影响。
4.研究方法:
(1)采用微弧氧化技术制备铝合金陶瓷膜,通过SEM、XRD、EDS 等分析方法对样品进行表面形貌、成分组成以及膜层结构等方面的分析。
(2)通过比较不同制备条件下的样品表面性能、组织结构等特征,探究制备条件对铝合金陶瓷膜的影响。
(3)运用电化学测试和耐磨试验,评价铝合金陶瓷膜的耐腐蚀性与耐磨性。
5.研究意义:
本研究可为铝合金表面改性提供科学依据和技术支持,通过微弧氧化陶瓷膜提高铝合金表面的性能,具有重要的工业应用价值。
《2024年Al-Nd合金镀层及微弧氧化膜的制备与性能研究》范文
《Al-Nd合金镀层及微弧氧化膜的制备与性能研究》篇一一、引言随着现代工业的飞速发展,对材料性能的要求也日益提升。
特别是在一些极端环境下,如高温、腐蚀性介质等,对于材料的耐磨、耐腐蚀、耐高温等性能提出了更高要求。
铝基材料由于具有良好的机械性能、物理性能以及经济性,一直是科研工作者关注的焦点。
本文重点研究Al-Nd合金镀层及微弧氧化膜的制备技术,并对两种膜层的性能进行了系统研究。
二、Al-Nd合金镀层的制备与性能研究1. 制备方法Al-Nd合金镀层的制备主要采用浸镀法。
首先,将基材进行预处理,包括清洗、活化等步骤,然后将其浸入含有Nd元素的合金溶液中,通过控制浸镀时间、温度等参数,使合金元素在基材表面形成一层均匀的镀层。
2. 性能研究Al-Nd合金镀层具有良好的耐磨、耐腐蚀性能。
通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等手段,对镀层的微观结构和成分进行了分析。
结果表明,Al-Nd合金镀层具有致密的晶体结构,能够有效抵抗磨损和腐蚀。
此外,镀层的硬度高,能够承受较大的外力作用。
三、微弧氧化膜的制备与性能研究1. 制备方法微弧氧化膜的制备采用微弧氧化技术。
该技术是在电解液中,通过在铝基材表面施加高电压,引发微弧放电,使铝基材与电解液发生反应,从而在铝基材表面形成一层氧化膜。
通过调整电解液的组成、电压、电流等参数,可以控制膜层的厚度和性能。
2. 性能研究微弧氧化膜具有良好的耐磨、耐腐蚀、绝缘性能。
通过SEM 和XRD分析,发现微弧氧化膜具有多孔结构,这种结构有利于提高膜层的耐磨、耐腐蚀性能。
此外,微弧氧化膜的硬度高,能够有效抵抗外力作用。
同时,膜层具有良好的绝缘性能,能够防止电流的传导,提高材料的使用安全性。
四、结论本文对Al-Nd合金镀层及微弧氧化膜的制备方法和性能进行了系统研究。
结果表明,两种膜层均具有良好的耐磨、耐腐蚀、耐高温等性能。
Al-Nd合金镀层具有致密的晶体结构和较高的硬度,能够有效抵抗磨损和腐蚀。
铝锂合金微弧氧化陶瓷膜层特性的研究
( 西北 工业 大 学 机 电学 院 , 西 西安 70 7 ) 陕 10 2
L U .a g,Z I Yi n y HAO i o g,YAN a g mig,HOU i -h n Zh- n l Gu n - n Jm z a
(c ol f cai l l t n nier g N r w s r o t hi nvrt, ia 102 hn ) Sho o hn a Ee r i E g ei , oh et nP le nc U i sy X ’l7 0 7 ,C ia Me c co c n n t e yc a l ei l
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20 年 3 0 7 月
电镀与环 保
第 2 卷第 2 总第 14 7 期( 5 期)
・2 ・ 5
铝 锂 合 金 微 弧 氧 化 陶 瓷 膜 层 特 性 的 研 究
P o e te sa c fCe a c Co t g 0 - l y b ir - r i a in r p risRe e r h o r mi a i n n LiAl y M c o a c Ox d t o o 刘 一洋 。 赵 志龙 , 阎光 明 , 侯 军 占
c t gg w oe a i yu d r i e f q e c ( O z yD us . e h k e f eM O fm i ao t 0t n e ot gi a n o m d oi r s r rp l n e g r r u ny >6 OH )b C p l T i ns o t A l u 5 m adt a n h h e eh t c s h i sb t h c i s
铝合金表面微弧氧化陶瓷膜生成及机理的研究
一、引言
微弧氧化是一种先进的表面处理技术,可在铝合金表面生成一层致密的陶瓷膜, 提高材料表面的耐磨性、抗氧化性和耐腐蚀性。目前,关于6063铝合金微弧氧 化陶瓷膜的研究主要集中在制备工艺和性能优化方面,而对于陶瓷膜的着色机 理研究较少。因此,本次演示旨在通过深入研究6063铝合金微弧氧化黑色陶瓷 膜的制备工艺及着色机理,为实际生产提供理论指导。
铝合金表面微弧氧化陶瓷膜生成及机理 的研究
01 引言
03 实验方法 05 结论与展望
目录
02 研究现状 04 实验结果及分析 06 参考内容
引言
铝合金作为一种轻质、高强度的金属材料,在航空、航天、汽车等领域得到了 广泛应用。然而,铝合金的耐磨、耐腐蚀性能较差,对其表面进行改性处理是 提高性能的有效途径之一。微弧氧化(MAO)是一种在铝合金表面生成陶瓷膜 的新技术,具有耐磨、耐腐蚀、抗高温等优异性能,引起了研究者的广泛。本 次演示旨在探讨铝合金表面微弧氧化陶瓷膜的生成及机理,为其应用提供理论 支持。
二、实验方法
1、材料准备
实验材料为6063铝合金,切成10mm×10mm×3mm的小块,用砂纸打磨表面,然 后用酒精清洗干净。
2、实验过程
(1)预处理:将铝合金放入质量浓度为5%的NaOH溶液中浸泡10分钟,然后用 清水冲洗干净。 (2)微弧氧化:将预处理后的铝合金放入电解液中,在一定 电压和电流条件下进行微弧氧化处理。 (3)着色处理:将微弧氧化后的铝合 金放入着色液中,在一定温度和时间条件下进行着色处理。 (4)后处理:将 着色后的铝合金用清水冲洗干净,然后在70℃的烘箱中干燥20分钟。
结论与展望
本次演示通过对铝合金表面微弧氧化陶瓷膜的生成及机理进行研究,发现微弧 氧化过程中电压、电流、时间等工艺参数对陶瓷膜的生长有着重要影响。同时, 我们还发现陶瓷膜的物相组成和硬度等性能与其应用场景密切相关。因此,未 来研究应进一步优化工艺参数,提高陶瓷膜的综合性能,同时探究新型制备方 法,为实现铝合金表面微弧氧化陶瓷膜的广泛应用提供理论支持。
2090铝-锂合金微弧氧化陶瓷膜层特性的研究
( le e o a ht o i gi e rng,No t Co l g f M c r n c En n e i r hwe t r s e n Pol t c nia y e h c lUni e s t v r iy,Xi n 71 07 0 2,Ch n a i a)
应 时 间的 延 长 而增 加 , 更 高 频 率 电脉 冲作 用 下( 6 0 ) 膜 层 的 生 长 速 率 更快 。 是 膜 层 表 面 烧 蚀 坑 大 , 面 粗 糙 , 瓷膜 在  ̄ 0 Hz , 但 表 陶 与 基 体 结合 良好 。膜 层 由 内部 致 密 层 和 外 部疏 松 层 组 成 。对 膜 层 的 元 素 分 析 结 果表 明 : 层 由 s 、 、 构 成 , 内层 S 含 量 外 i Al0 而 i
v t gel t ro 09 IIia ly i a H— 2 O 3 ol i . hee f c sofm ir r i ton tm e a d p ola -a e n 2 0 A — lo n N O Na Si s uton T fe t c o a coxda i i n owe s r q nc rpule fe ue y
t oa ig i r a e ih e c in i e;t e he c tn nc e s s w t r a to tm h gr owt r t il hihe hghe h ae w l be g r at i r pule r q n y s fe ue c .The oa i o s o e c tng gr w m r r pi y u erhghe r q nc > 6 O H z b e u tng i i ge r tpisa ou ura e T h e a i oa ig i o de a dl nd i r fe ue y( O ), utr s li n b g rbu n t nd r gh s f c . e c r m cc tn s b un d we lt l o Almati I s c rx. ti ompo e fi e o pa tl e n t rl o e ly r Thee e e n l ssi dia e ha heou e ay r s d o nn rc m c ay ra d ou e o s a e . l m nta a y i n c t st tt t rl e i a e ofSi A 1a , sm d , nd O whie t n rl y rc nt i e s S . l he ine a e o ans ls i Ke r : 2 0 A IIial y;m ir — r xi to y wo ds 09 — lo c o a c o da in;hi — ne gy pule;c a i g g o t gh e r s o tn r w h
铝合金表面微弧氧化自润滑陶瓷覆层
铝合金表面微弧氧化自润滑陶瓷覆层沈德久王玉林卢立红田新华杨万和[摘要]采用微弧氧化(等离子体增强电化学表面陶瓷化)技术,通过调制电解液配方,在铝合金表面共生合成自润滑陶瓷覆层,降低摩擦系数,改善摩擦副的摩擦学性能。
[关键词]微弧氧化;自润滑陶瓷覆层;共生[分类号]TG174.4 [文献标识码] B[文章编号]1001-1560(2000)05-0051-02A Sey-Lubricant micro-Arc Oxidized Ceramic Coating ofAluminum AlloySHENG De-uiu WANG Ling TIAN Xing-huaThe sell-lubricant ceramic coating has bee prepared throngh micro-arc oxidetion-electro chemical surpace modification process. The friction coefficiont of the specimen could be reduced to 0.2~0.5.1 前言铝质材料因质轻、比强度高、耐蚀、导电(热)性好等优点而成为用量仅次于钢铁的重要金属材料。
然而,铝质机械零部件存在质软、易磨损、易损伤等弱点。
陶瓷材料的硬度高,耐磨性远优于金属。
为此,人们在铝质材料表面复合陶瓷质涂层方面做了大量研究与开发工作。
近年来发展起来的微弧氧化技术在铝质材料表面形成厚度与硬度均高于传统阳极氧化的陶瓷层,大大提高了铝质零部件的耐磨性,而且工艺及装备可操作性强、无环境污染。
但涂层的弱点是摩擦系数高,对磨件磨损加剧。
为此,采用一步法电化学方法进行了微弧氧化陶瓷层的摩擦学改性工作。
2 实验方法微弧氧化实验采用自制专用脉动电源、基体材料为ZL108;电解液以碱性微弧氧化电解液为基础,溶入适量硫代钼酸铵及相应添加剂;采用D/max-rB型X-射线扫描衍射仪进行涂层相结构分析;在Falex-1506型摩擦磨损试验机上测试摩擦学性能。
《Al-Nd合金镀层及微弧氧化膜的制备与性能研究》
《Al-Nd合金镀层及微弧氧化膜的制备与性能研究》篇一摘要:本文着重探讨了Al-Nd合金镀层及微弧氧化膜的制备方法、结构特点及性能研究。
首先,通过化学镀和电镀的方法制备了Al-Nd合金镀层,对其制备工艺、成分和结构进行了详细分析。
接着,研究了微弧氧化膜的制备过程及其对基材表面性能的影响。
最后,通过实验数据和结果分析,探讨了Al-Nd合金镀层及微弧氧化膜的耐腐蚀性、硬度、耐磨性等性能特点。
一、引言随着科技的发展,金属表面处理技术日益受到重视。
Al-Nd 合金镀层及微弧氧化膜作为金属表面处理的重要手段,在提高金属材料的耐腐蚀性、硬度、耐磨性等方面具有显著优势。
本文旨在研究Al-Nd合金镀层及微弧氧化膜的制备方法、结构特点及性能,为实际应用提供理论依据。
二、Al-Nd合金镀层的制备与结构分析1. 制备方法Al-Nd合金镀层的制备主要采用化学镀和电镀相结合的方法。
首先,通过化学镀在金属基材上形成一层均匀的镍层,然后在此基础上进行电镀,将Nd元素引入到合金中,形成Al-Nd合金镀层。
2. 成分与结构分析通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等手段,对Al-Nd合金镀层的成分和结构进行了分析。
结果表明,Al-Nd 合金镀层具有均匀的成分分布和致密的微观结构。
三、微弧氧化膜的制备与性能研究1. 制备过程微弧氧化膜的制备主要通过在电解液中,通过电弧放电的方式在金属基材表面形成一层致密的氧化膜。
该过程涉及电解液的组成、电压、电流等参数的控制。
2. 性能研究微弧氧化膜具有较高的耐腐蚀性、硬度和耐磨性。
通过浸泡实验、划痕实验和摩擦磨损实验等方法,对微弧氧化膜的性能进行了评估。
结果表明,微弧氧化膜能有效提高基材的耐腐蚀性和耐磨性。
四、Al-Nd合金镀层及微弧氧化膜的性能对比与分析通过对比Al-Nd合金镀层和微弧氧化膜的耐腐蚀性、硬度、耐磨性等性能,发现两者均能显著提高基材的性能。
然而,Al-Nd合金镀层在硬度方面表现更优,而微弧氧化膜在耐腐蚀性和耐磨性方面具有更好的性能。
《Al-Nd合金镀层及微弧氧化膜的制备与性能研究》范文
《Al-Nd合金镀层及微弧氧化膜的制备与性能研究》篇一摘要:本文针对Al-Nd合金镀层及微弧氧化膜的制备工艺、结构特征及性能进行了深入研究。
通过多种实验手段,探讨了制备过程中的关键因素,并对所制备的镀层及膜层的性能进行了系统评价。
本文旨在为相关领域的研究和应用提供理论支持和实验依据。
一、引言随着科技的不断发展,Al-Nd合金镀层及微弧氧化膜因其优良的物理、化学性能在工业领域得到了广泛应用。
本文旨在研究Al-Nd合金镀层及微弧氧化膜的制备工艺,分析其结构特征,并对其性能进行系统评价。
本文的研究对于推动相关领域的技术进步和产业发展具有重要意义。
二、实验材料与方法1. 实验材料本文所使用的材料为铝合金基材,通过添加Nd元素形成Al-Nd合金。
实验中所用的其他化学试剂均为市售分析纯。
2. 制备方法(1)Al-Nd合金镀层的制备:采用电镀法,通过调整电流密度、电镀时间等参数,制备出不同厚度的Al-Nd合金镀层。
(2)微弧氧化膜的制备:采用微弧氧化技术,通过调整电解液成分、电压、时间等参数,在铝合金基材上制备出微弧氧化膜。
三、Al-Nd合金镀层的制备与结构特征1. 制备工艺Al-Nd合金镀层的制备过程中,电流密度和电镀时间是影响镀层性能的关键因素。
通过调整这些参数,可以获得不同厚度的镀层。
2. 结构特征Al-Nd合金镀层具有致密、均匀的表面结构,且Nd元素的添加可以显著提高镀层的硬度、耐腐蚀性等性能。
通过对镀层进行XRD、SEM等分析手段,可以进一步揭示其微观结构和组成。
四、微弧氧化膜的制备与结构特征1. 制备工艺微弧氧化膜的制备过程中,电解液成分、电压和时间等参数对膜层的性能具有重要影响。
通过优化这些参数,可以获得具有优良性能的微弧氧化膜。
2. 结构特征微弧氧化膜具有多孔、致密的表面结构,能够显著提高铝合金基材的硬度、耐腐蚀性和耐磨性。
通过对膜层进行XRD、SEM 等分析手段,可以揭示其微观结构和组成。
五、性能评价1. 硬度测试通过对Al-Nd合金镀层和微弧氧化膜进行硬度测试,发现这两种表面处理技术均能显著提高铝合金基材的硬度。
《2024年Al-Nd合金镀层及微弧氧化膜的制备与性能研究》范文
《Al-Nd合金镀层及微弧氧化膜的制备与性能研究》篇一一、引言随着现代工业技术的不断发展,金属表面处理技术已成为提高金属材料性能、延长使用寿命的重要手段。
其中,Al-Nd合金镀层及微弧氧化膜因其优异的物理、化学性能在众多领域得到广泛应用。
本文旨在研究Al-Nd合金镀层及微弧氧化膜的制备工艺,并探讨其性能特点,为实际应用提供理论依据。
二、Al-Nd合金镀层的制备与性能研究(一)制备方法Al-Nd合金镀层的制备主要采用电镀法。
通过调整电镀液中Nd元素含量、电流密度、电镀时间等参数,控制镀层中Al和Nd 的含量及分布。
(二)性能特点Al-Nd合金镀层具有高硬度、高耐磨性、良好的耐腐蚀性等优点。
其硬度高于纯铝,耐磨性也得到显著提高,同时具有较好的抗腐蚀性能,能够在恶劣环境下长期保持稳定。
三、微弧氧化膜的制备与性能研究(一)制备方法微弧氧化膜的制备主要采用微弧氧化技术。
通过在铝基体表面施加高压电场,引发微弧放电,使铝基体与电解液发生反应,形成一层致密的氧化膜。
(二)性能特点微弧氧化膜具有高硬度、良好的绝缘性、较高的耐腐蚀性等特点。
其硬度高于普通氧化膜,绝缘性能和耐腐蚀性能也得到显著提高,可在恶劣环境下提供良好的保护作用。
四、Al-Nd合金镀层与微弧氧化膜的复合应用将Al-Nd合金镀层与微弧氧化膜进行复合应用,可以进一步提高铝基体的性能。
首先在铝基体表面制备Al-Nd合金镀层,然后再进行微弧氧化处理,形成一层致密的微弧氧化膜。
这种复合处理方法可以在保持铝基体轻质特性的同时,提高其硬度、耐磨性和耐腐蚀性,满足更多领域的应用需求。
五、结论本文通过对Al-Nd合金镀层及微弧氧化膜的制备工艺及性能进行研究,得出以下结论:1. Al-Nd合金镀层具有高硬度、高耐磨性、良好的耐腐蚀性等特点,可广泛应用于机械、航空、汽车等领域。
2. 微弧氧化膜具有高硬度、良好的绝缘性、较高的耐腐蚀性等特点,可有效保护铝基体免受外界环境的侵蚀。
Al-Si合金的等离子电解氧化及膜层组织性能研究
Al-Si合金的等离子电解氧化及膜层组织性能研究刘雁玲;李建平;王萍【期刊名称】《西安工业大学学报》【年(卷),期】2012(032)006【摘要】为提高铝合金材料在高温下的使用性能,采用等离子电解法在锆盐体系和锆盐-钇盐复合体系中于铝硅合金表面制备了陶瓷层.分析了电解液浓度及成分对起弧电压、膜层厚度、组织及隔热温度的影响.研究结果表明:两种电解液体系中随电解液浓度的增大,起弧电压降低,陶瓷层厚度和隔热温度先增大后减小.与锆盐体系相比,锆盐-钇盐体系中起弧电压显著降低,膜层厚度与隔热温度提高.锆盐体系陶瓷层中生成了常温下稳定的t-ZrO2,锆盐-钇盐体系涂层中则生成了立方相的c-Y0.15Zr0.85O1.93.制备的两种陶瓷膜层与传统的硅酸盐膜层相比,其表面孔洞较少,锆盐-钇盐体系相对于锆盐体系其陶瓷层更加均匀、致密.【总页数】6页(P470-475)【作者】刘雁玲;李建平;王萍【作者单位】西安工业大学材料与化工学院,西安710032;西安工业大学材料与化工学院,西安710032;西安工业大学材料与化工学院,西安710032【正文语种】中文【中图分类】TG174.4【相关文献】1.Ti-6Al-4V合金在铝酸盐溶液中的等离子体电解氧化和膜层性能 [J], 彭昭美;程英亮;李颖;曹金晖;吴有伍;蔡超2.镁锂合金低能耗等离子电解氧化膜层的制备与耐蚀性研究 [J], 田昊阅;窦铮;金雨佳;段兴云;庄佳庚;郭磊;陈飞3.面向钛合金微细铣削的等离子体电解氧化膜层的制备与性能分析 [J], 胡益忠;孟建兵;栾晓声;程祥;董小娟;张宏伟;曲凌辉;魏修亭4.镁合金微等离子体电解氧化陶瓷层生长及膜层微观形态和耐蚀性能的研究 [J], 王申;潘伟;李新明;苏永忠5.镁合金环保型等离子体电解氧化膜层结合机理的研究 [J], 冯崇敬;刘晓烈;陈昌华;孙立喜;潘辉因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
铝合金微弧氧化制备含二硫化钼的减磨膜层
铝合金微弧氧化制备含二硫化钼的减磨膜层李苍昊;阎峰云【摘要】通过在微弧氧化电解液中添加固体润滑材料二硫化钼颗粒,在铝合金表面直接制备了含二硫化钼的微弧氧化复合膜层.XRD分析结果表明,膜层中的主要组成物质为氧化铝和2H晶型的二硫化钼.二硫化钼能显著的提高膜层的厚度.对膜层的表面和截面通过SEM和EDS分析发现,含二硫化钼微弧氧化复合膜层的表面较不含二硫化钼的微弧氧化普通膜层表面更加平滑,孔径更加细小,二硫化钼在膜层中分布均匀.在干摩擦条件下,含二硫化钼的微弧氧化膜层相比于不含二硫化钼的膜层具有更小的摩擦系数.%MoS2-contain coating was prepared directly on 2219 aluminum alloy surface by micro-arc oxidation through adding MoS2 particles in the electrolyte. X-ray diffraction (XRD) result indicates that the main phase of coating is Al2O3 and 2H crystal type of MoS2. Adding MoS2 in the electrolyte can increases the thickness of coating. The results of the SEM and EDS analysis show that the section of coating is complete and MoS2 distributes averagely in the coating. Compared with the ordinary coating which was prepared under the same technological parameters, the pore diameter of composite coating decreases and surface is smoother. The friction coefficient of MoS2-contain coating is less than the ordinary coating's under the dry rub condition.【期刊名称】《中国铸造装备与技术》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】4页(P54-57)【关键词】铝合金;微弧氧化;二硫化钼;复合膜层【作者】李苍昊;阎峰云【作者单位】兰州理工大学,甘肃兰州 730050;兰州理工大学,甘肃兰州 730050【正文语种】中文【中图分类】TG146.21铝合金微弧氧化制备含二硫化钼的减磨膜层李苍昊,阎峰云(兰州理工大学,甘肃兰州 730050)摘要:通过在微弧氧化电解液中添加固体润滑材料二硫化钼颗粒,在铝合金表面直接制备了含二硫化钼的微弧氧化复合膜层。
铝合金微弧氧化起弧临界条件及膜层生长特点
3. 3 能谱和扫描电镜分析及其结果 从3. 1 氧化试验后的试样中各截取一块尺寸为
10 mm ×10 mm 的小铝块作待分析试样 ,先用酒精和丙酮 清洗表面 ,再用 Oxford INCA 能谱仪和日本电子生产的 JSM6460 扫描电子显微镜对这些试样分别做表面成分分 析和表面形貌分析 ,能谱分析的方3 所示 。
一定时间后 ,整个表面都发生了微弧氧化 ( 如图 3 (c) 所 示) 。由于起弧瞬间膜层击穿和微区的高温高压作用 , 非晶态的氧化铝转化成晶态的氧化铝 , [ O] 等离子体通 过微孔向基体渗透继续氧化 ,氧化膜厚度线性增加 ,所 以表现出起弧后电阻随时间呈直线快速增长 ,如图 2 中 的右半部分所示 。
3 试验及结果
3. 1 微弧氧化试验及其结果 采用西安理工大学研制的 MAO200/ 750 微弧氧化设
备对上述尺寸试样进行微弧氧化试验 ,溶液为用去离子 水配制的磷酸盐系溶液 ,电流密度为 014 A/ dm2 。首先 对其中一试样进行微弧氧化试验 ,观察到 3 分 50 秒开始 起弧时就立即关闭电源停止氧化 ,然后以 3 分 50 秒为分 界点 ,对其它各个试样进行起弧前和起弧后不同时间的 氧化 ,试验过程中记录各试样氧化结束瞬间的电压 ,最 终得到电压 - 时间关系曲线图 ,如图 1 所示 。
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不同硅含量铝合金的微弧氧化及膜层特性研究
李康 李文芳
*
张果戈
段奇
( 华南理工大学 材料科学与工程学院 ,广东 广州 510640 )
5. 0% 、 9. 0% 和 12. 0% 的 4 种铝合金在不同微弧氧化 摘 要: 分别对含硅量为 0. 5% 、 ( MAO) 模式下处理 15 min 的成膜过程、 EDS、 膜层特征及能耗等进行了研究, 通过 SEM、 XRD 等对膜层进行了表征. 结果表明: 恒流条件下, 随基体中硅含量的增加, 合金的正向 电压上升速率逐渐减缓, 起弧前的等待时间显著延长, 起弧电压和放电反应阶段的电压值 也逐渐减小, 膜层的平均生长速率明显下降, 膜层表面的放电通道孔数目逐渐增多; 恒压 条件下, 基体中硅含量对铝合金 MAO 的影响相对较弱, 当硅元素增加时, 合金的正、 负向 Si 电流密度均逐渐增大, 膜层的生长速率渐渐减小, 但它们的表面形貌相差较小; 各 AlAl2 O3 、 Al2 O3 及莫来石组 合金在恒流和恒压两种 MAO 模式下生成的膜层均主要由 γαAl2 O3 的含量逐渐下降; 相同 MAO 模式下, 成, 且随基体中硅的增加, 各合金生成的膜层的 Si 合金在不同氧化模式下 单位体积能耗值随其 Si 含量的增加而逐渐增大; 此外, 同种 Al制得的 MAO 膜层的特征及能耗差异较大. Si 合金; 恒流; 恒压; 能耗 关键词: 微弧氧化; Al+ : TG146. 2 1 doi: 10. 3969 / j. issn. 1000565X. 2015. 07. 001 中图分类号
图2 Fig. 2
AlSi 系合金恒流 MAO 所得膜层的厚度
Thickness of layers on AlSi alloys treated by constant current MAO
化阶段仅通过化学吸附作用而形成一层厚约 10 nm
第7 期
李康ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ等: 不同硅含量铝合金的微弧氧化及膜层特性研究
2 2 的正、 负向电流密度分别为 10 A / dm 和 2 A / dm , 恒压 Si 氧化时的正、 负向电压分别为 400 V 和 50 V. 各 Al-
的钝化膜
[ 6 ]
. 随基体中 Si 元素的增加, 其表面形成的
阳极氧化膜的均匀性变差, 膜层的沉积效率下降, 其 电阻的增速变缓, 故正向电压的上升速率也减小.
应元素的分布如图 5 所示.
由于在短时( < 15 min) 的放电氧化过程中, 铝合金 MAO 膜层的生长主要依靠其表面元素的氧化, 由电解 液中 SiO3 转变而来的 Si 含量则相对较少 . 因此, 随基体中 Si 元素的增加, 其表面膜层中 Al2 O3 的含量 明显减少, 而莫来石的相对含量则逐渐增加. 2. 1. 4 恒流 MAO 膜层的表面形貌 AlSi 系合金恒流 MAO 所得膜层的表面形貌如 图 4 所示. 由图 4 可知, 各基体经恒流 MAO 所得膜 Si 含量为 0. 5% 的合 层的表面形貌差异较大. 其中, 金表面膜层最致密, 放电通道孔数目少且孔径小, 而 其他 3 种铝合金表面膜层存在较多直径为 1 ~ 3 μm 的孔 , 且孔的数目随基体中 Si 含量的增加而明显 . 增多 原 因 是 : Si 含 量 越 低 的 合 金 表 面 的 膜 层 越 厚, 且膜层主要由 Al2 O 3 构成 , 其内部的缺陷较少 , 膜层较难被击穿 , 故其表面的放电通道孔也较少 ; 而随基体中 Si 含量的增加 , 其表面膜层中莫来石 Al2 O 3 / 莫来石的相界面等缺陷 相的含量逐渐增加 , 增多导致膜 层 中 有 缺 陷 的 微 区 增 加 , 这些微区的
( a) Al0. 5% Si ( b) Al5. 0% Si
( c) Al9. 0% Si
( d) Al12. 0% Si
图4 Fig. 4
AlSi 系合金恒流 MAO 所得膜层的表面形貌
Surface morphology of layers on AlSi alloys treated by constant current MAO
* 基金项目: 广东省自然科学基金资助项目 ( S2013010015211 ) ; 华南理工大学中央高校基本科研业务费专项资金资助项目 ( 2012ZZ0011 ) Foundation item: Supported by the Natural Science Foundation of Guangdong Province( S2013010015211 ) ), mail: shdlikang@ 163. com 作者简介: 李康( 1987男, 博士生, 主要从事铝合金表面微弧氧化的研究. E), mail: mewfli@ scut. edu. cn 通信作者: 李文芳( 1964博士生导师, 主要从事金属材料表面工程及复合材料的研究. E男, 教授,
第 43 卷 第 7 期 2015 年 7 月
华南理工大学学报( 自然科学版) Journal of South China University of Technology ( Natural Science Edition)
Vol. 43 No. 7 July 2015
565X( 2015 ) 07000107 文章编号: 1000-
AlSi 系合金具有比强度高、 铸造性能好、 热膨胀 系数小等优点, 被广泛用于制造缸体、 活塞等零部 耐腐蚀及耐热侵蚀等性能均不够理 件 . 但其耐磨损、 想, 一般需要进行表面强化处理以提高其综合性能 . 微弧氧化( MAO) 技术可以在铝合金表面快速沉 积出一层具有高硬度、 耐磨损及耐腐蚀等优良性能的 陶瓷膜
2
2. 1
结果与讨论
Si 合金微弧氧化 恒流模式下 Si 对 Al的影响
恒流 MAO 的氧化电压 Si 系合金在恒流 MAO 时正向电压随 图 1 为 Al-
2. 1. 1
时间的变化曲线, 其中, 虚线以左为阳极氧化阶段, 虚线以右为放电氧化阶段. 由图 1 可见, 各合金正向电压的上升速率随 Si 含量的增加而明显减缓, 处于阳极氧化阶段的时间逐 渐由 1 min 延长至约 7 min. 这是由 Si 元素在合金中的 存在形式及其理化性质造成的. 当硅含量为 0. 5% 时, Si 原 子 全 部 固 溶 于 初 生 αAl 相 中; 当 其 含 量 从 5. 0% 逐渐增至 12. 0% 时, 越来越多的 Si 原子从 αAl 相中析出, Si 共晶 并在 Al 相晶界处与 Al 形成 Al相; Si 含量为 12. 0% 的铝合金内部甚至存在少量的 Si 相[10]. Al 的化学性质比较活泼, 初生 β在较小的
2 电流密度 ( 10 A / dm ) 作用下也容易被氧化成绝缘 [11 ] 的 Al2 O3 膜; Si 相则难以被氧化 , 其表面在阳极氧
当电压增至某值后, 合金表面将出现淡黄色的 微弧放电, 但相应的临界电压值却随基体中 Si 元素 的增加而由 290 V 逐渐下降至 260 V 左右. 这是因为 含 0. 5% Si 的合金表面阳极氧化膜几乎全部由 Al2 O3 构成, 膜层中的缺陷较少; 而随 Si 含量的增加, 膜层 这些缺陷较多的 中的 Si / Al2 O3 等界面缺陷不断增多, 部位在较小的电场强度下便能被外电场击穿而形成 [ 12 ] 放电 . 此后, 各合金正向电压的上升速率逐渐变 . Si 含量越高的合金, 缓 但在相同反应时间下, 其正向 电压值始终越低. 至反应结束时, 各正向电压随基体 中 Si 含量的增加, 逐渐由 448 V 下降至 391 V. Si 合金 由于使用的负向电流密度很小, 各 Al在整个反应过程中的负向电压值始终较小 , 在恒流 MAO 结束时, 8 V. 各负向电压均低于 2. 1. 2 恒流 MAO 的膜层厚度 Si 合金表面 MAO 膜层 恒流氧化结束时, 各 Al的厚度如图 2 所示.
2
华 南 理 工 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版)
第 43 卷
240 、 400 、 600 及 800 # 水砂纸逐级打磨 → 蒸馏水水 洗→丙酮超声清洗 → 蒸馏水水洗 → 风干. 电解液由 Na2 SiO3 、 NaOH 和 EDTA2Na 组成, 氧化过程中用磁 力搅拌器搅拌, 并用循环水冷却装置控制其温度低 于 40 ℃ . 氧化设备为 WHD 60 型双极性脉冲 MAO 电源, 其内置的数据采集系统可以对电参数进行记 录. 两种 MAO 模式下的脉冲频率均为 500 Hz, 占空 比为 30% , 正、 负向脉冲比为 1∶ 1. 其中, 恒流氧化时
0228 收稿日期: 2015[ 89 ]
. 目前,
Si 合金 MAO 的文献多以工艺参数对膜层特 有关 Al, Si 合金 针对硅含量对 Al-
5. 0% 、 9. 0% 及 12. 0% 的 AlSi 铸造合金 为 0. 5% 、 ( 化学成分见表 1 ) . 试样尺寸均为 20 mm × 20 mm × 4 mm, 阴极为不锈钢薄板. 各试样的预处理工艺为:
2. 1. 5
图3 Fig. 3 AlSi 系合金恒流 MAO 膜层的 XRD 图谱 XRD patterns of layers on AlSi alloys treated by constant current MAO
恒流 MAO 膜层的截面形貌及元素分布 各合金由恒流 MAO 所得膜层的截面形貌及相
击穿电场强度较小 ( 莫来石 相 的 击 穿 电 场 强 度 仅 [14] 为块体状 Al2 O 3 的一半左右 ) , 容易产生放电电 弧 . 此外 , 合金表面膜层的厚度随其内部 Si 含量的 增加而变薄 , 较薄的膜层在外电场作用下也更容 易被击穿 .
Al 和 Si 为基体的衍射峰, 构如图 3 所示. 其中, 因此 Al O 、 Al O ( 各膜层均主要由 γ 2 3 α 2 3 及莫来石 Mullite, 3Al2 O3 ·2SiO2 ) 构成.