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激光增材含铝马氏体不锈钢的高温摩擦磨损性能研究
1
作者 李会杰 雷远涛 +4 位作者 伍文星 申龙章 陈勇 朱红梅 邱长军 《材料保护》 CAS CSCD 2024年第1期73-79,180,共8页
激光增材马氏体不锈钢可应用于600℃以下的高温部件,为了进一步提高其高温耐磨性能,制备了4种不同铝含量(0、1%、2%、3%,质量分数)的马氏体不锈钢试样,采用箱式电阻炉对4种马氏体不锈钢试样分别在25、200、400、600℃温度下进行热处理... 激光增材马氏体不锈钢可应用于600℃以下的高温部件,为了进一步提高其高温耐磨性能,制备了4种不同铝含量(0、1%、2%、3%,质量分数)的马氏体不锈钢试样,采用箱式电阻炉对4种马氏体不锈钢试样分别在25、200、400、600℃温度下进行热处理。采用OM、XRD、SEM、3D景深显微镜、高温摩擦磨损试验机等仪器和JMatPro软件研究了试样的金相组织与高温摩擦磨损性能。结果表明:随着铝含量的增加,试样的平均硬度从57.87 HRC降至42.46 HRC,随着600℃保温时间的延长,试样的硬度均快速下降并趋于稳定,其值从44.79 HRC降至28.70 HRC,铝含量的增加对试样在25℃下的摩擦系数的影响并不明显,其值均在0.8~0.9之间;当铝含量达到3%时,试样在600℃环境中的摩擦系数降至0.45左右,约为25℃下的52.94%,体积磨损量降至0.0214 mm^(3),约为25℃下的9%,试样主相为马氏体相及少量碳化物等析出相。添加3%铝可显著改善激光增材马氏体不锈钢的高温摩擦磨损性能。 展开更多
关键词 马氏体不锈钢 铝含量 激光增材 高温耐磨性
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铝合金硬质阳极氧化关键工艺中的有限元分析
2
作者 喻岚 张娟 +3 位作者 潘鹤 黄鑫 唐华 邹爱华 《电镀与涂饰》 CAS 北大核心 2024年第1期71-79,共9页
[目的]结构复杂的2A11铝合金零件在整体硬质阳极氧化时易出现烧损、膜层均匀性较差等问题。[方法]基于AnodizingManager阳极氧化仿真技术,采用有限元分析方法对典型工艺方案进行仿真计算,并基于仿真结果开展优化试验方案设计。[结果]经... [目的]结构复杂的2A11铝合金零件在整体硬质阳极氧化时易出现烧损、膜层均匀性较差等问题。[方法]基于AnodizingManager阳极氧化仿真技术,采用有限元分析方法对典型工艺方案进行仿真计算,并基于仿真结果开展优化试验方案设计。[结果]经试验验证,通过构建新型遮蔽物与导电点,可以改善硬质阳极氧化零件表面氧化膜厚度的均匀性,提高产品合格率。[结论]对于复杂结构的铝合金硬质阳极氧化,数值模拟技术是完全可行的,其应用彻底改变了传统工艺优化的“经验设计——现场试制——纠错”研发模式,可节省大量的时间与成本。 展开更多
关键词 铝合金 硬质阳极氧化 厚度分布 工装 有限元分析 数值仿真
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直流模式电流密度对铝锂合金微弧氧化膜性能的影响
3
作者 吴鸿 冯长杰 +4 位作者 王景 王赫男 李杰 辛丽 王福会 《材料保护》 CAS CSCD 2024年第2期1-11,共11页
为了研究直流模式下电参数对铝锂合金微弧氧化成膜机理和膜层性能的影响,以2195铝锂合金为研究对象,在硅酸盐-磷酸盐碱性电解液体系中,以直流稳流模式在不同电流密度下制备了微弧氧化陶瓷膜。通过扫描电子显微镜(SEM)及其自带的能谱仪(E... 为了研究直流模式下电参数对铝锂合金微弧氧化成膜机理和膜层性能的影响,以2195铝锂合金为研究对象,在硅酸盐-磷酸盐碱性电解液体系中,以直流稳流模式在不同电流密度下制备了微弧氧化陶瓷膜。通过扫描电子显微镜(SEM)及其自带的能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)分析了微弧氧化膜的表面和截面形貌、元素组成及物相组成。采用电化学工作站和摩擦磨损试验机分别测定了不同陶瓷膜的耐蚀性能和耐磨性能。结果表明:微弧氧化陶瓷膜中主要含O、Al、Si和P元素,膜层相组成主要为γ-Al_(2)O_(3)和少量α-Al_(2)O_(3)。在电流密度为4~16 A/dm^(2)的范围内,随着电流密度的升高,膜层的耐蚀性和耐磨性都呈先升高后降低的趋势,电流密度为8 A/dm^(2)时膜层的耐蚀性最好,自腐蚀电流密度为5.1718×10^(-7)A/cm^(2),致密层电阻Rb值3.323×10^(4)Ω·cm^(2)。电流密度为8 A/dm^(2)时膜层耐磨性最好,磨损机理为疲劳磨损和磨料磨损混合,磨损率为0.34375×10^(-6)cm^(3)/(N·m)。 展开更多
关键词 铝锂合金 直流电源 微弧氧化 耐磨性 耐蚀性
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碳点作为环保型碳钢缓蚀剂的研究进展
4
作者 曹淑云 李永威 《材料保护》 CAS CSCD 2024年第4期131-139,共9页
在碳钢的酸洗工艺过程中,常需添加适量的酸洗缓蚀剂以防止钢表面造成过酸洗现象及消除酸洗过程中可能产生的氢脆问题。碳点作为一种对环境友好、廉价易得、化学稳定性好、具有潜在高缓蚀性能的“绿色”纳米材料,在腐蚀防护领域具有良好... 在碳钢的酸洗工艺过程中,常需添加适量的酸洗缓蚀剂以防止钢表面造成过酸洗现象及消除酸洗过程中可能产生的氢脆问题。碳点作为一种对环境友好、廉价易得、化学稳定性好、具有潜在高缓蚀性能的“绿色”纳米材料,在腐蚀防护领域具有良好的应用前景。综述了国内外近年来碳点对于碳钢在酸性介质中在金属腐蚀防护领域的研究进展,对其缓蚀机理进行了探讨,对在腐蚀防护研究中存在的问题进行了简单阐述,并展望了碳点在防腐领域的发展趋势。 展开更多
关键词 碳点 纳米材料 腐蚀 缓蚀机理 吸附(作用)
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Al-Zn-Mn-Si-Mg系压铸铝合金阳极氧化工艺
5
作者 张富强 薛龙飞 +2 位作者 李佳佳 张志刚 刘宜汉 《材料与冶金学报》 CAS 北大核心 2024年第1期80-85,共6页
在传统铝合金阳极氧化电解工艺基础上,添加草酸、酒石酸和柠檬酸等形成硫酸-有机酸混合体系氧化处理液,对Al-Zn-Mn-Si-Mg系压铸铝合金进行阳极氧化处理,探索阳极氧化工艺参数和有机酸种类对氧化膜微观形貌、耐腐蚀和耐磨性能的影响.研... 在传统铝合金阳极氧化电解工艺基础上,添加草酸、酒石酸和柠檬酸等形成硫酸-有机酸混合体系氧化处理液,对Al-Zn-Mn-Si-Mg系压铸铝合金进行阳极氧化处理,探索阳极氧化工艺参数和有机酸种类对氧化膜微观形貌、耐腐蚀和耐磨性能的影响.研究结果表明:在硫酸质量分数为10%、氧化电压为18V、氧化时间为60 min、氧化温度为20℃的条件下,与纯硫酸体系相比,混合酸体系能显著增加Al-Zn-Mn-Si-Mg系压铸铝合金阳极氧化膜厚度,提高氧化膜的耐腐蚀性能和耐磨性能;其中10%硫酸-15%柠檬酸混合体系(百分数均为质量分数,下同)下的氧化膜耐腐蚀性能较强,10%硫酸-10%酒石酸体系下的氧化膜耐磨性能较优. 展开更多
关键词 Al-Zn-Mn-Si-Mg系铝合金 阳极氧化 有机酸 耐腐蚀 耐摩擦
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粗糙度对硅烷环氧杂化树脂涂层附着力影响
6
作者 慕仙莲 何卫平 +2 位作者 张雪原 刘元海 朱利敏 《环境技术》 2024年第2期49-57,共9页
目的研究基体粗糙度对涂层附着力的影响。方法选取LY12铝合金、硅烷环氧杂化树脂涂层为研究对象,开展不同粗糙度下涂层与基体间附着力的影响关系研究,确定粗糙度对涂层机械附着力的微观作用机理,并通过有限元软件ABAQUS6.12建立硅烷环... 目的研究基体粗糙度对涂层附着力的影响。方法选取LY12铝合金、硅烷环氧杂化树脂涂层为研究对象,开展不同粗糙度下涂层与基体间附着力的影响关系研究,确定粗糙度对涂层机械附着力的微观作用机理,并通过有限元软件ABAQUS6.12建立硅烷环氧杂化树脂涂层/铝合金基体的界面损伤粘结模型,模拟涂层/基体界面从起始剥离到完全开裂的过程,并通过对比分析不同基体粗糙度与涂层S22应力值的关系,从而验证基体表面粗糙度对涂层附着力的作用机理为机械互锁理论。结果随着基体表面粗糙度的增加,涂层的附着强度逐渐增大,但二者并不呈线性关系,当硅烷环氧杂化树脂涂层的厚度为(30±2)um时,铝合金基体表面粗糙度Ra=(3.6~4.8)um范围内,可保证涂层较好的附着力。结论凹凸不平的基体表面可增大涂层/基体间的接触面积,可以使涂层与基体像铆钉一样牢固结合,从而提高涂层与基体的吸附作用力。 展开更多
关键词 粗糙度 涂层 附着力 有限元 粘结模型 应力值 机械互锁理论
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铜及铜合金黑色氧化工艺研究
7
作者 王红霞 冯抗屯 +2 位作者 肖细军 王海艳 翟甲友 《中文科技期刊数据库（全文版）工程技术》 2024年第3期0145-0150,共6页
采用电化学氧化和化学氧化(含硫化法和铜氨法)的方法对各槽液浓度及工艺参数的上、中、下限开展验证试验,在铜合金典型材料试样上制备了黑色氧化膜层。经测试,黑色氧化膜层的韧性和结合力以及抗变色性能均满足HB5065中对膜层质量的检验... 采用电化学氧化和化学氧化(含硫化法和铜氨法)的方法对各槽液浓度及工艺参数的上、中、下限开展验证试验,在铜合金典型材料试样上制备了黑色氧化膜层。经测试,黑色氧化膜层的韧性和结合力以及抗变色性能均满足HB5065中对膜层质量的检验要求,并用XRD测试手段对黑色氧化膜的结构和形貌进行表征,对其反应机理及不同氧化方法的适用范围进行了探讨。 展开更多
关键词 铜及铜合金 黑色氧化工艺 验证试验 韧性和结合力 抗变色性能 形貌
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La(NO_(3))_(3)掺杂对TC4微弧氧化/水热复合涂层显微结构和耐磨性的影响 被引量：1
8
作者 张云龙 牛楚涵 +5 位作者 董鑫焱 张宇民 李启荣 李成海 张瑞霞 张唯一 《材料保护》 CAS CSCD 2023年第7期10-16,共7页
作为生物医用材料,TC4钛合金在骨组织再修复领域中临床使用量很大,中国每年的消耗量约为百万件以上。但TC4钛合金耐磨性低、生物活性差等问题严重制约其工程应用领域的扩展。为此,采用微弧氧化/水热合成复合技术在TC4表面制备微弧氧化/... 作为生物医用材料,TC4钛合金在骨组织再修复领域中临床使用量很大,中国每年的消耗量约为百万件以上。但TC4钛合金耐磨性低、生物活性差等问题严重制约其工程应用领域的扩展。为此,采用微弧氧化/水热合成复合技术在TC4表面制备微弧氧化/水热复合涂层,研究水热合成液中La(NO_(3))_(3)掺杂量对TC4钛合金微弧氧化/水热涂层的相组成、微观形貌、显微硬度、耐磨性等参数的影响作用。利用XRD、SEM、显微硬度计、摩擦磨损试验机等手段对TC4钛合金微弧氧化/水热涂层进行表征。研究结果表明:TC4钛合金微弧氧化/水热涂层相组成主要由锐钛矿型TiO_(2)和羟基磷灰石组成。经过水热处理后合成液中La^(3+)进入到复合涂层中,参与涂层反应。随着La(NO_(3))3掺杂量增加,获得的复合涂层中羟基磷灰石相含量先增加后降低。当La(NO_(3))_(3)掺杂量超过24 mmol/L时,涂层表面变得更为光滑。TC4钛合金微弧氧化/水热涂层的显微硬度先降低后增加,且其摩擦系数先增大后减小。当La(NO_(3))_(3)掺杂量达到24 mmol/L时,涂层的显微硬度达到最小值,约为271.8 HV9.8 N;涂层摩擦系数达到最大值,约为0.8~0.9。 展开更多
关键词 钛合金 微弧氧化/水热复合涂层 羟基磷灰石 显微结构 耐磨性
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电源模式对镁合金微弧氧化生物膜层性能的影响 被引量：1
9
作者 王泽鑫 顾钧杰 +5 位作者 齐芳 陈靓瑜 叶飞 张正一 Maksym Bobrov 芦笙 《材料保护》 CAS CSCD 2023年第8期133-142,167,共11页
目前对不同电源模式下微弧氧化制备生物膜层的研究较少。为此,采用全阶段恒压、全阶段恒流、恒压-恒流、恒流-恒压4种电源模式在ZK60镁合金基体表面制备微弧氧化生物膜层,实时记录并分析了不同电源模式下反应过程中电压/电流随时间的变... 目前对不同电源模式下微弧氧化制备生物膜层的研究较少。为此,采用全阶段恒压、全阶段恒流、恒压-恒流、恒流-恒压4种电源模式在ZK60镁合金基体表面制备微弧氧化生物膜层,实时记录并分析了不同电源模式下反应过程中电压/电流随时间的变化情况,并采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)及共聚焦显微镜等手段考察了不同电源模式下获得的微弧氧化生物膜层的物相、膜层微观组织结构、膜层元素分布、膜层表面粗糙度及膜层表面接触角等。结果表明:4种模式下制备的微弧氧化膜层物相为Mg、MgO及Ca_(3)(PO_(4))_(2)等钙磷产物。但电源模式不同,膜层厚度及耐蚀性能均不同。由于后期击穿力不足,恒压模式下制备的生物膜层厚度最小,远小于其他3种电源模式下制得的膜层的,该模式下制得的微弧氧化生物膜层粗糙度也最小。恒流模式由于后期能量过高导致部分膜层脱落,膜层质量较差。恒压-恒流模式则避免了单一恒压和单一恒流模式的缺陷,该复合模式下制备的膜层与其他电源模式下制备的膜层相比,具有微观形貌均匀致密的特点,厚度较大,约为55μm。电化学测试显示,该复合模式下制备的微弧氧化生物膜层具有较好的耐腐蚀性能,同时该复合模式能耗最低,符合节能降耗的要求。此外,恒压-恒流复合模式下制备的微弧氧化生物膜层还具有较好的生物相容性。 展开更多
关键词 电源模式 镁合金 微弧氧化 生物膜层 性能
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一种兼具装饰性和耐蚀性的镁合金红色微弧氧化膜层的制备
10
作者 马焕祥 林国峰 +2 位作者 徐曦东 王苗 王文博 《电镀与涂饰》 CAS 北大核心 2024年第2期37-44,共8页
[目的]镁合金微弧氧化在装饰性方面的研究报道不多。[方法]采用微弧氧化技术在ZM5镁合金表面制备了红色的微弧氧化陶瓷层,研究了主盐Na2SiO3和着色剂CuSO_(4)的质量浓度,配位剂的种类,以及氧化时间对膜层的影响。[结果]在含有Na2SiO320.... [目的]镁合金微弧氧化在装饰性方面的研究报道不多。[方法]采用微弧氧化技术在ZM5镁合金表面制备了红色的微弧氧化陶瓷层,研究了主盐Na2SiO3和着色剂CuSO_(4)的质量浓度,配位剂的种类,以及氧化时间对膜层的影响。[结果]在含有Na2SiO320.0g/L、CuSO_(4)0.5g/L、乙二胺四乙酸二钠0.5g/L和NaF 0.5g/L的电解液中,以电流密度3.5A/dm^(2)氧化25min,能够获得厚度约为31.4μm的红色微弧氧化膜。该膜层致密,主要由MgO、Mg_(2)SiO_(4)和CuO组成,在铜加速乙酸盐雾试验中出现锈蚀的时间为48h。[结论]ZM5镁合金表面红色微弧氧化膜的耐腐蚀性能比在不加CuSO_(4)时所得白色微弧氧化膜更好。 展开更多
关键词 镁合金 微弧氧化 红色 硫酸铜 耐蚀性
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TA2纯钛微弧氧化制备TiO2涂层的性能研究 被引量：2
11
作者 翦奉林 冯军 +5 位作者 李必文 金凡亚 但敏 杨涵 黄熠 唐国庆 《材料保护》 CAS CSCD 2023年第1期64-71,共8页
为了探究单一体系电解液制备氧化钛陶瓷层的性能,采用恒电流微弧氧化法,以NaOH为电解液在金属钛表面上制备了氧化钛陶瓷膜,探讨了电流密度、NaOH浓度对物相组成、微观形貌、膜层厚度、硬度和耐磨性的影响。结果表明:物相组成、形貌、氧... 为了探究单一体系电解液制备氧化钛陶瓷层的性能,采用恒电流微弧氧化法,以NaOH为电解液在金属钛表面上制备了氧化钛陶瓷膜,探讨了电流密度、NaOH浓度对物相组成、微观形貌、膜层厚度、硬度和耐磨性的影响。结果表明:物相组成、形貌、氧化膜厚度、硬度和耐磨性受电流密度和NaOH浓度影响均较大。随着电流密度的升高,膜层中氧化钛金红石的含量上升,表面形貌变得更加粗糙且孔隙率增加,膜层厚度随之变厚,硬度明显提升;随着NaOH浓度的升高微弧氧化膜层中金红石的含量上升,表面形貌变得更加粗糙且孔隙率增加,厚度随之变厚,硬度有明显提升,耐磨性变化无明显规律。 展开更多
关键词 金属钛 微弧氧化 氧化钛 NAOH 性能
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铝合金在HEDP电解液中的阳极氧化行为及膜层结构 被引量：1
12
作者 何坚 王帅星 +3 位作者 王春霞 田继红 康佳 杜楠 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期180-190,共11页
选用羟基乙叉二膦酸(HEDP)为电解液对1060铝合金进行阳极氧化,分析了其在恒压氧化过程中的电流变化特征;借助FESEM、EDS、XRD等分析了氧化膜的微观结构、化学组成及其演变过程,探讨HEDP阳极氧化膜的生长机制;通过动电位极化曲线评价HED... 选用羟基乙叉二膦酸(HEDP)为电解液对1060铝合金进行阳极氧化,分析了其在恒压氧化过程中的电流变化特征;借助FESEM、EDS、XRD等分析了氧化膜的微观结构、化学组成及其演变过程,探讨HEDP阳极氧化膜的生长机制;通过动电位极化曲线评价HEDP阳极氧化处理铝合金的耐蚀性。结果表明:HEDP体系中铝合金阳极氧化膜的形成是一个电化学成长与化学溶解的动态调整过程。HEDP阳极氧化膜与硫酸阳极氧化膜类似,也呈双层结构;外层为蜂窝孔状结构,只是孔径略大;内层为壁垒型结构,但明显更厚;膜层主要由非晶态Al_(2)O_(3)组成,同时多孔层中含有一定量的水合Al_(2)O_(3)。随着氧化时间的延长,孔径和孔隙率会不断增大;氧化30 min时,膜层厚度为4~5μm,表面孔径为110~120 nm,阻挡层厚度约154 nm。HEDP阳极氧化膜大幅提升了1060铝合金的耐蚀性,且膜层厚度相当时,其耐蚀性优于铬酸阳极氧化膜。 展开更多
关键词 铝合金 阳极氧化 HEDP电解液 微观结构 耐蚀性
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5,5-二甲基乙内酰脲配位体系酸性镀镉工艺优化 被引量：2
13
作者 黄勇 吴宁 +5 位作者 胡忠卿 李旭勇 张东升 李琼 王帅星 杜楠 《电镀与精饰》 CAS 北大核心 2023年第1期85-91,共7页
针对无氰镀镉体系镀液稳定性差、镀层性能不佳等问题,选用5,5-二甲基乙内酰脲(DMH)为主配位剂、CdCl2为主盐研究了新型镀镉工艺。通过赫尔槽试验、阴极极化等技术研究了镉盐和DMH含量、辅助络合剂类型及浓度、pH值以及电流密度等因素的... 针对无氰镀镉体系镀液稳定性差、镀层性能不佳等问题,选用5,5-二甲基乙内酰脲(DMH)为主配位剂、CdCl2为主盐研究了新型镀镉工艺。通过赫尔槽试验、阴极极化等技术研究了镉盐和DMH含量、辅助络合剂类型及浓度、pH值以及电流密度等因素的影响,优化了酸性DMH镀镉工艺方案。结果表明:酸性DMH镀镉体系中可以选择柠檬酸铵作为辅助络合剂。适当增加镉盐与DMH含量,可拓宽光亮电流密度范围,提高镉镀层致密性;增加柠檬酸铵浓度有利于提高镀速,但过多的镉盐和DMH会降低镀液稳定性。提高镀液pH值,镉沉积极化电位不断负移,有助于获得细致结晶,但pH>4后镀液易出现沉淀;此外,该体系许可的电流密度不宜超过1.5 A/dm~2。综合确定较佳的酸性DMH镀镉工艺方案为:CdCl230 g/L,DMH 60 g/L,柠檬酸铵40 g/L,KCl 30 g/L,pH=3,电流密度1.0~1.5 A/dm~2。在此体系下所得镉镀层表面结晶细致、均匀致密,晶粒尺寸为650 nm左右,镀层中Cd元素含量为95.6 wt.%。 展开更多
关键词 5 5-二甲基乙内酰脲 镀镉 辅助络合剂 阴极极化
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柠檬酸铵对5,5-二甲基乙内酰脲配位体系碱性无氰镀镉的影响 被引量：1
14
作者 肖涛 谢焕钧 +5 位作者 柳鑫 连忠平 张洪港 郭敏智 王帅星 杜楠 《电镀与精饰》 CAS 北大核心 2023年第8期46-51,共6页
选用5,5-二甲基乙内酰脲(DMH)为主配位剂开发碱性无氰镀镉体系,通过赫尔槽试验、电化学测试、扫描电镜等分析研究了柠檬酸铵作为辅助配位剂对碱性DMH镀镉体系中镉电沉积行为及镀层性能的影响。结果表明:柠檬酸铵可以拓宽碱性DMH镀镉体... 选用5,5-二甲基乙内酰脲(DMH)为主配位剂开发碱性无氰镀镉体系,通过赫尔槽试验、电化学测试、扫描电镜等分析研究了柠檬酸铵作为辅助配位剂对碱性DMH镀镉体系中镉电沉积行为及镀层性能的影响。结果表明:柠檬酸铵可以拓宽碱性DMH镀镉体系的光亮电流密度窗口,阻碍镉配离子的放电还原,增大阴极极化,提高电流效率,细化镀层晶粒,改善镀层耐蚀性。少量柠檬酸铵的阴极极化作用较弱,镀层结晶不够细致;过量的柠檬酸铵会增大析氢反应,降低镀液稳定性;30 g/L的柠檬酸铵辅助配位效果较佳,所得镀层结晶细致、耐蚀性良好。 展开更多
关键词 5 5-二甲基乙内酰脲 镀镉 柠檬酸铵 阴极极化
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铝微弧氧化膜层中α-Al_(2)O_(3)相调控机制及表面形貌演变
15
作者 杨涵 金凡亚 +6 位作者 冯军 李必文 翦奉林 但敏 陈伦江 黄熠 唐国庆 《电镀与涂饰》 CAS 北大核心 2023年第2期7-13,共7页
采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和维氏硬度仪对1060纯铝微弧氧化膜的表面形貌、物相构成和显微硬度进行分析,研究了不同电流密度下氧化膜中α-Al_(2)O_(3)相的形成及其表面组织结构的演变规律。结果表明,随着电流密度由2.5 A/dm^... 采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和维氏硬度仪对1060纯铝微弧氧化膜的表面形貌、物相构成和显微硬度进行分析,研究了不同电流密度下氧化膜中α-Al_(2)O_(3)相的形成及其表面组织结构的演变规律。结果表明,随着电流密度由2.5 A/dm^(2)增大至20 A/dm^(2),α-Al_(2)O_(3)和γ-Al_(2)O_(3)在膜层中的X射线衍射特征峰强度逐渐上升,α-Al_(2)O_(3)相对于γ-Al_(2)O_(3)的质量分数呈上升趋势,氧化膜表面孔径增大,孔洞先增多后减少,熔融堆积物增多,裂纹横向生长加快。当电流密度为20 A/dm^(2)时,α-Al_(2)O_(3)相的生成速率比γ-Al_(2)O_(3)相的生成速率高,α-Al_(2)O_(3)的结晶程度较好,α-Al_(2)O_(3)相对于γ-Al_(2)O_(3)的质量分数最高(为47.87%),膜层的显微硬度达到679 HV。 展开更多
关键词 纯铝 微弧氧化 电流密度 氧化铝 相结构 表面形貌
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钛合金微弧氧化涂层等离子体电解去除工艺与作用机制
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作者 邹永纯 王树棋 +5 位作者 王亚明 陈国梁 张凯伟 欧阳家虎 贾德昌 周玉 《材料保护》 CAS CSCD 2023年第7期25-30,共6页
微弧氧化涂层在制备及服役过程中出现生长不均匀或表面磨损剥落现象,需将其去除以达到二次制备再利用的目的。针对高结合强度微弧氧化涂层难去除的瓶颈问题,提出了一种等离子体电解涂层去除(Plasma Electrolytic Removal, PER)新技术。... 微弧氧化涂层在制备及服役过程中出现生长不均匀或表面磨损剥落现象,需将其去除以达到二次制备再利用的目的。针对高结合强度微弧氧化涂层难去除的瓶颈问题,提出了一种等离子体电解涂层去除(Plasma Electrolytic Removal, PER)新技术。对比分析不同电压下涂层去除速率、厚度变化及不同时间下涂层去除后微观形貌发现,当施加电压260 V时,涂层去除效率最低,经过11 min后涂层全部去除;当电压升至320 V时,涂层全部去除仅需6 min,这归因于大的施加电压,更容易产生多且稳定的等离子体放电通道,实现微弧氧化涂层快速去除;基于此进一步提出了等离子体电解涂层去除的剥离、减薄与溶解协同作用机制。该工艺去除效率高、绿色环保,在航空航天、医疗器械等领域具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 等离子体电解 涂层去除 微弧氧化 钛合金
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掺杂氧化钇及氧化铬颗粒对纯铝微弧氧化膜层性能的影响
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作者 杨涵 冯军 +5 位作者 金凡亚 李必文 黄熠 但敏 翦奉林 唐国庆 《材料保护》 CAS CSCD 2023年第4期46-53,共8页
为了探究氧化钇和氧化铬颗粒对纯铝微弧氧化膜层性能的影响,采用磷酸盐电解液体系,以氧化钇和氧化铬为添加剂,利用微弧氧化技术,在1060工业纯铝表面制备微弧氧化膜层。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪器(XRD)、涡流测厚仪、显微硬度计... 为了探究氧化钇和氧化铬颗粒对纯铝微弧氧化膜层性能的影响,采用磷酸盐电解液体系,以氧化钇和氧化铬为添加剂,利用微弧氧化技术,在1060工业纯铝表面制备微弧氧化膜层。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪器(XRD)、涡流测厚仪、显微硬度计、台阶仪器、摩擦磨损试验机和电化学方法分析测试了膜层的表面形貌、相组成、厚度、硬度、粗糙度、耐磨损性能和耐腐蚀性能。结果表明:与单独添加2.5 g/L Y_(2)O_(3)和2.5 g/L Cr_(2)O_(3)条件下相比,在电解液中同时加入2.5 g/L Y_(2)O_(3)和2.5 g/L Cr_(2)O_(3)制备的复合膜层表面孔洞数量减少,表面更加致密,耐磨性较好,膜层的显微硬度达到746 HV、厚度达到20.1μm、粗糙度达到2226.2 nm,且此时的复合膜层的自腐蚀电位最大,自腐蚀电流密度最小,耐腐蚀性能最好。 展开更多
关键词 铝 微弧氧化 氧化铬 氧化钇 耐磨损 耐腐蚀性
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电解液中添加钛纳米颗粒对AZ91D镁合金表面微弧氧化膜性能的影响研究
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作者 边昊 梁军 +1 位作者 彭振军 周健松 《材料保护》 CAS CSCD 2023年第4期1-9,共9页
在磷酸盐电解液中,通过添加钛纳米颗粒在AZ91D表面制备了含钛的微弧氧化膜,研究了电解液中钛纳米颗粒浓度对膜层形貌、组成及性能的影响。利用扫描电子显微镜、能量色散谱仪、X射线衍射仪、X射线光电子能谱表征微弧氧化膜层的形貌及组成... 在磷酸盐电解液中,通过添加钛纳米颗粒在AZ91D表面制备了含钛的微弧氧化膜,研究了电解液中钛纳米颗粒浓度对膜层形貌、组成及性能的影响。利用扫描电子显微镜、能量色散谱仪、X射线衍射仪、X射线光电子能谱表征微弧氧化膜层的形貌及组成;利用电化学工作站评价了膜层的耐腐蚀性,利用分光光度计测试了膜层的光吸收性能。结果表明:加入到电解液中的钛纳米颗粒对微弧氧化电压变化影响不大。但加入的钛纳米颗粒可以在微弧氧化膜中生成Mg2TiO4,随着钛纳米颗粒浓度增加,膜层表面较小的微孔先减少后增加,耐腐蚀性先提高后降低。随着钛纳米颗粒浓度的增加,膜层颜色由淡灰色变为浅蓝色再变为深蓝色,对模拟太阳光的反射率逐渐降低。 展开更多
关键词 微弧氧化膜 钛纳米颗粒 AZ91D镁合金 耐腐蚀性 光反射率
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酸性介质中菠菜提取物与KI对Q235钢的缓蚀性能
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作者 柳鑫华 刘会媛 +3 位作者 李繁麟 舒适立 王磊 张红霞 《材料保护》 CAS CSCD 2023年第2期24-33,共10页
为了探明菠菜提取物与KI复配在0.5 mol/L H_(2)SO_(4)溶液中对Q235钢的协同缓蚀作用,利用失重法、电化学阻抗谱(EIS)、动电位极化曲线、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)探讨了0.5 mol/L H_(2)SO_(4)介质中菠菜提取物叶绿素(CHL)与KI对Q23... 为了探明菠菜提取物与KI复配在0.5 mol/L H_(2)SO_(4)溶液中对Q235钢的协同缓蚀作用,利用失重法、电化学阻抗谱(EIS)、动电位极化曲线、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)探讨了0.5 mol/L H_(2)SO_(4)介质中菠菜提取物叶绿素(CHL)与KI对Q235钢材料的缓蚀协同作用及机理。结果表明:在0.5 mol/L H_(2)SO_(4)溶液体系中,CHL(100mg/L)与KI(50~200mg/L)复配时都表现出较好的缓蚀作用,缓蚀率都在90%以上,且当CHL与KI分别以100mg/L的浓度复配时,协同作用最好,缓蚀率高达98.04%。CHL与KI复配属于抑制阴极为主的混合型缓蚀剂。CHL及其与KI的复配物的缓蚀行为符合Langmuir等温吸附方程,为自发吸附过程,Q235钢表面形成了致密的保护膜。在0.5 mol/L H_(2)SO_(4)溶液体系中,CHL分子通过物理和化学吸附共同作用,吸附在Q235钢表面,阻止腐蚀反应发生。KI加入后,协助CHL分子吸附在Q235钢表面,提高了CHL分子的吸附率,表现为在降低腐蚀速率的同时,减少了CHL分子和KI的用量,增强了二者的协同效应进而提高了缓蚀率。 展开更多
关键词 菠菜提取物 叶绿素(CHL) 缓蚀 Q235碳钢 协同效应
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四硼酸锂电解液浓度对Zr-4合金微弧氧化陶瓷层的影响
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作者 黄佳俊 金凡亚 +6 位作者 胡俊达 刘昊 黄熠 但敏 万俊豪 唐国庆 张勇 《材料保护》 CAS CSCD 2023年第9期68-74,共7页
为了提高Zr-4合金在核工业中的服役性能并避免引入杂质元素,以Li_(2)B_(4)O_(7)为电解液在Zr-4合金表面制备微弧氧化陶瓷层,研究了Li_(2)B_(4)O_(7)浓度对微弧氧化陶瓷层的物相组成、微观形貌、膜层厚度、硬度、粗糙度、耐磨损和耐腐蚀... 为了提高Zr-4合金在核工业中的服役性能并避免引入杂质元素,以Li_(2)B_(4)O_(7)为电解液在Zr-4合金表面制备微弧氧化陶瓷层,研究了Li_(2)B_(4)O_(7)浓度对微弧氧化陶瓷层的物相组成、微观形貌、膜层厚度、硬度、粗糙度、耐磨损和耐腐蚀性能的影响。结果表明:当ρ(Li_(2)B_(4)O_(7))=3~15 g/L时,随着Li_(2)B_(4)O_(7)浓度的增加,电解液的电导率持续增加,陶瓷层的粗糙度总体持续增加,只在电解液浓度从6 g/L变化到9 g/L时稍有下降,微弧氧化陶瓷层厚度先在ρ(Li_(2)B_(4)O_(7))=3~9 g/L范围内持续下降,后在ρ(Li_(2)B_(4)O_(7))=9~15 g/L范围内上升;陶瓷层的硬度先是在ρ(Li_(2)B_(4)O_(7))=3~6 g/L范围内下降,后在ρ(Li_(2)B_(4)O_(7))=6~15 g/L范围内上升。陶瓷层全部由单斜相氧化锆(m-ZrO_(2))构成。随着电解液中Li_(2)B_(4)O_(7)浓度的增加,陶瓷层的孔隙率下降,微孔尺寸变化不大,陶瓷层的摩擦系数在ρ(Li_(2)B_(4)O_(7))=3~12 g/L范围内持续增加,在ρ(Li_(2)B_(4)O_(7))=15 g/L时下降。综合比较,在Li_(2)B_(4)O_(7)浓度为15 g/L的电解液中可以获得厚度适中、硬度较好、表面平整连续、孔隙率和孔径尺寸均较小、耐磨损和耐腐蚀性能均较好的陶瓷层。 展开更多
关键词 ZR-4合金 微弧氧化 电解液 陶瓷层
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