分享到:

镁合金微弧氧化膜的形成过程及腐蚀行为研究

微弧氧化技术是近年来公认的最有前途的镁合金表面处理方法。这种方法采用电化学氧化处理结合溶液中高电压下的火花放电处理。通过高压下的火花放电处理,金属的耐磨性、耐蚀性、机械强度以及电绝缘性都得到了很大的提高。研究镁合金微弧氧化处理的控制工艺,探讨陶瓷膜的生长特征以及腐蚀行为,对于促进微弧氧化技术的应用,具有十分重要的意义。 本论文采用电化学方法结合表面形貌结构分析方法,对碱性硅酸盐溶液中制得的镁合金微弧氧化膜的生长特征、腐蚀行为进行了研究,建立了微弧氧化膜的结构与电化学行为之间的相关性,并探讨了微弧氧化膜的生长机制和腐蚀机理。 研究发现镁合金的微弧氧化,大体上经历了钝化膜生长阶段、微火花氧化膜阶段和弧光氧化膜阶段。各个阶段得到膜层的厚度、表面形貌、结构组成以及电化学特征有较大的差异。 针对微弧氧化过程的特征现象——火花放电现象进行了探讨。发现火花放电不仅改变氧化膜的表面形貌结构,还能够促进氧化膜表面硅、氧元素的富积,并使火花放电区域  (本文共122页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
吉林大学

稀土改性AZ91镁合金组织及腐蚀性能

本文通过向AZ91镁合金中加入Mg-RE中间合金的方法制备了AZ91RE镁合金,并采用微弧氧化工艺成功地在其表面制备了微弧氧化膜。系统研究了稀土元素对AZ91镁合金及其氧化膜的微观组织和腐蚀性能的影响规律。研究表明,稀土元素以固溶和金属间化合物两种形式存在于镁合金中,并且随着合金中稀土元素含量的提高,金属间化合物的数量增多,尺寸变大。随着稀土元素含量的增加,AZ91镁合金中α-Mg和β相的尺寸变小,β相从粗大的骨骼状转变为细小的岛状或颗粒状,并以不连续网状分布于α-Mg晶界上,其共晶方式从不完全离异共晶转变为完全离异共晶,二次析出β相的形成得到抑制。此外,稀土元素通过细化AZ91镁合金的微观组织,提高了微弧氧化膜的致密性,并且Al-RE金属间化合物在微弧氧化过程中能够被微弧氧化膜完全覆盖。镁合金中的稀土元素在微弧氧化过程中以氧化物的形式进入微弧氧化膜。机械性能测试表明,稀土元素能够明显地提高AZ91镁合金的强度、塑性和硬度等机械...  (本文共183页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

镁基材料微弧氧化工艺控制及膜层缺陷修复技术研究

镁基材料易腐蚀的缺点限制其应用范围。通过微弧氧化表面处理可在镁基材料表面原位生成一层具有防护性的陶瓷层,增强其耐蚀性。但是,受镁基体自身特点的限制,镁基材料表面微弧氧化陶瓷层的致密度通常较其它阀金属微弧氧化陶瓷层的致密度低,使其防腐性能受限。本文通过电解液添加剂的选择和优化,以及改变电源模式来控制微弧氧化过程中火花放电状态,提高镁基材料微弧氧化陶瓷层的致密度;在此基础上采用硅烷化后处理来封闭微弧氧化陶瓷层中的微孔缺陷,进一步提高镁基材料微弧氧化陶瓷层的腐蚀防护性能。本研究选用AZ91D镁合金、ZnO@Al18B4033w/AZ91镁基复合材料和A118B4O33w/AZ91镁基复合材料作为基底材料进行微弧氧化处理。首先探索电解液添加剂对AZ91D镁合金微弧氧化行为的影响,筛选出可以显著提高微弧氧化陶瓷层腐蚀防护作用的添加剂种类及其浓度;然后考察氧化时间和电源控制模式对AZ91D镁合金微弧氧化陶瓷层耐蚀性的影响。应用上述实验获得的...  (本文共103页) 本文目录 | 阅读全文>>

兰州理工大学
兰州理工大学

镁合金微弧氧化膜电化学腐蚀行为及机理研究

微弧氧化技术是在普通阳极氧化基础上开发的一种表面处理新技术,它通过等离子体化学、电化学和热化学的共同作用,在Al、Mg、Ti等阀金属表面原位形成陶瓷膜层,利用该技术制成的氧化膜结构致密,结合力强,具有优良的综合力学性能。本论文中,采用微弧氧化(MAO)技术在镁合金AZ91D表面制备了厚度为30±2μm的微弧氧化陶瓷膜,该膜层由内部致密层和外部疏松层构成,其主要组成相为Mg2SiO4和MgO。利用电化学方法结合扫描电子显微镜、X射线衍射等表面形貌结构分析方法,对该微弧氧化膜在不同环境中的腐蚀行为进行了研究,提出了相应的电化学阻抗谱的等效电路,并建立了腐蚀模型,为进一步推广微弧氧化镁合金的应用提供实验和理论依据。通过对镁合金微弧氧化膜在中性NaCl溶液中的腐蚀行为的研究,发现该系统Stern-Geary公式中的B值约为0.04V。在3.5%NaCl溶液中的腐蚀失效过程可以分成三个阶段:腐蚀初期,NaCl溶液通过扩散渗入MAO膜外部多...  (本文共141页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
吉林大学

镁合金微弧氧化膜的制备、表征及其性能研究

本文在AZ91镁合金基体表面制备了微弧氧化陶瓷层,开发出高效、环保的新型镁合金微弧氧化电解液并系统优化了微弧氧化的电源参数;利用SEM、XRD、XPS、FTIR等手段对膜层的微观组织结构进行了分析;测试了膜层的耐腐蚀、耐磨损和硬度、抗拉强度等性能。实验发现,控制微弧氧化电源的电源参数,可以改变膜层表面的圆盘状结构及中间微孔的大小,同时疏松层和致密层的比例也发生改变。在微弧氧化过程中施加负脉冲电压,可明显减小疏松层的比例,促进O、P元素向基体内渗透。膜厚与氧化时间成抛物线关系。随着氧化时间的延长,致密层所占的比例呈现先升高又下降的趋势,而膜层向基体内生长的比例呈一直升高趋势。氧化时间过长会导致靠近基体的部分致密层中存在较多的气孔、裂纹等缺陷。首次采用Mat lab软件编程计算了微弧氧化膜层表面的孔隙率,为研究膜层特殊的多孔结构提供了新的表征手段。通过研究不同工艺条件下制备的镁合金微弧氧化膜层中尖晶石相和方镁石相的比例,首次提出该比...  (本文共186页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安理工大学
西安理工大学

Mg-1Zn-xMn合金微弧氧化膜层的组织结构及腐蚀行为研究

镁合金由于弹性模量低、密度与人骨接近、生物相容性良好、可降解等优点,在生物植入材料领域展示了良好的应用前景。然而纯镁及其合金在pH值为7.4~7.6、富Cl-的复杂生理系统环境中,腐蚀速度过快,易造成氢气聚集导致植入部位的炎性反应,同时也会造成镁合金植入物过早地失去其机械完整性,达不到服役时间要求。因此,改善镁合金的耐蚀性并研究其腐蚀机理成为生物医用镁合金材料亟待解决的问题。合金化和表面处理是两种有效提高镁合金耐蚀性能的方法。本文选择Zn、Mn作为合金化元素,通过熔铸、均匀化热处理、正挤压等一系列手段制备出不同锰含量的Mg-1Zn-xMn (x=0.8, 1.0, 1.2wt%)镁合金,再采用微弧氧化工艺对镁合金进行表面陶瓷化处理。研究了 Mg-1Zn-xMn镁合金进行微弧氧化工艺处理后的微观组织及其在SBF模拟体液中的腐蚀性能,讨论了表面陶瓷膜层的组织与腐蚀性能之间的关系。得出以下主要结论:(1) Mg-1Zn-xMn合金微弧...  (本文共69页) 本文目录 | 阅读全文>>