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AZ91D镁合金微弧氧化膜性能影响因素

0引言微弧氧化[1]是近年来在传统阳极氧化基础上发展起来的一种在有色金属表面制备陶瓷膜的表面处理新技术,它通过微区的瞬间高温烧结作用直接把基体金属变成氧化物陶瓷膜,这种陶瓷膜结构致密,与基体结合牢固、防腐蚀性能优越、耐磨损、综合性能优良,是一种比较新的表面处理方法,常用在镁合金解决耐蚀性和耐磨损性能。微弧氧化膜的性能取决于诸多因素,如溶液的化学组成、电源参数和工艺过程等,电源参数的变化对膜层性能的影响很大,可以改变膜层的厚度、形貌以及耐腐蚀和耐磨性能。目前,国内外微弧氧化的过程控制通常采用恒流或恒压方式,两种不同的控制方式都有其各自的特点。恒流氧化法便于计算和控制能耗,但也容易在微弧氧化的后期破坏膜层;恒压氧化法在控制膜层厚度方面较方便,存在的不足是在微弧氧化的后期击穿不够[2]。本工作采用的是新型双端不对称电源,既可以实现恒压控制,又可以实现恒流控制。1试验目前,国内外对于微弧氧化工艺的研究都是选取小面积镁合金试样作为研究对象...  (本文共4页) 阅读全文>>

兰州理工大学
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AZ91D镁合金微弧氧化膜生长过程及机理的研究

选用工业中应用较广的AZ91D镁合金为基体,研究其在由KF、Na OH、Na2Si O3所组成的硅酸盐体系电解液中进行微弧氧化时膜层的生长过程及机理。首先分别研究了电解液中硅酸钠及氟化钾对膜层生长的影响。发现两种电解质的有无均对膜层的生长有较大的影响。硅酸钠的存在,可以使得击穿产生的火花在试样表面上由位置固定变为不断游走,避免烧蚀现象的发生,明显地提高了膜层的表观质量;同时,膜层表面微裂纹基本消失,截面中孔隙减少且向基体贯通的程度明显减弱,膜层整体致密性显著提高。而氟化钾的存在,则可以使得起弧电压明显降低,击穿变得剧烈,试样表面火花较大,膜层的生长速率明显提高,膜层厚度显著增大。其次研究了基体α-Mg、β-Mg17Al12不同相组成上膜层的生长。发现微弧氧化过程中,随着工作电压的不断提高,尽管β相先于α相生成无击穿微孔的氧化膜,但击穿却首先在α相表面发生,使得有击穿微孔的微弧氧化膜首先在α相表面形成,再逐渐扩展到整个基体表面。基...  (本文共124页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
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非对称脉冲电源参数和TiO_2溶胶对AZ91D镁合金微弧氧化影响初探

镁合金自身存在的易腐蚀和磨损、硬度低等缺点,尤其极易腐蚀的特点限制了镁合金的应用。现在有很多方法可以用来提高镁合金的耐腐蚀和磨损的能力。其中,微弧氧化技术是从传统阳极氧化发展而来的一种较新的表面处理技术,是一种在镁合金表面处理具有应用前景的技术。微弧氧化在较高外加电压和较大电流条件下,通过阳极火花放电沉积,可以在镁合金表面生成高强度、高耐磨性和耐腐蚀性能的陶瓷氧化膜,极大的扩展镁合金的应用范围。但复杂的成膜过程,多孔结构对氧化膜性能的影响以及影响氧化成膜性能的各因素等还需要进一步改进和研究。非对称脉冲电源微弧氧化中,电源频比和负向脉冲参数对MAO膜的影响很大,首先,它可以改变阴离子的转移过程:二,可以影响MAO膜的厚度,结构和表面形貌等性能。本文应用非对称脉冲电源以双极恒流脉冲模式进行MAO膜的制备,分别对频比和负向脉冲参数对AZ91D镁合金MAO膜性能的影响进行了研究。并在电源参数研究的基础上,研究了TiO2对镁合金微弧氧化的...  (本文共89页) 本文目录 | 阅读全文>>

中南大学
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AZ91D镁合金微弧氧化—溶胶凝胶复合膜层制备及其耐蚀性

镁合金是最轻的金属结构材料之一,在汽车、航空航天以及电子行业中具有广阔的应用前景,但较差的耐腐蚀性能限制了镁合金的应用。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之一。它是在普通阳极氧化基础上发展而来的一种表面处理技术,能够在Al、Mg、Ti等阀金属及其合金表面原位形成陶瓷膜层,极大地提高金属的耐蚀、耐磨等性能。但微弧氧化膜的多孔结构也对其防腐蚀作用埋下了隐患。常用的镁合金微弧氧化电解质溶液有两大类,一类为以含Cr(VI)化合物为主要组分的电解质溶液;另一类为以磷酸盐和/或氟化物为主要组分的电解质溶液。这些电解质溶液中均含有对环境有极大危害的物质,因此,开发绿色环保型镁合金微弧氧化电解液体系,深入探讨微弧氧化处理工艺、膜层的结构与性能以及其生长过程是十分必要的。为进一步提高镁合金的耐蚀性,改善微弧氧化膜的结构,于镁合金表面制备复合膜层并系统研究复合膜的组成、结构与性能之间的关系,以及膜层之间的结合机制,对镁合金的广泛...  (本文共173页) 本文目录 | 阅读全文>>

内蒙古工业大学
内蒙古工业大学

电解液中KMnO_4含量对AZ91D镁合金微弧氧化膜层特性的影响

微弧氧化是金属表面在高温下与自由氧发生反应的过程;反应过程中需要不断消耗自由氧。因此作为反应物电解液中的自由氧的含量对微弧氧化的反应速度、膜的形成及特征具有重要影响。硅酸盐体系是目前微弧氧化过程中使用最为广泛的电解液之一,但其自由氧较少。在电解液中加入KMnO_4添加剂来增加自由氧是一个较为可靠的方法。因此,了解和掌握KMnO_4添加量对微弧氧化膜层特性的影响,分析试样表面形貌,对于进一步拓展微弧氧化技术具有非常重要的意义。通过控制氧化时间及高锰酸钾添加量在镁合金表面形成陶瓷层。对陶瓷层的厚度、硬度、耐磨、耐蚀进行测量,用SEM对陶瓷层表面及截面形貌观察,并用EDS对氧化层表面成分进行分析,用XRD对陶瓷层相组成分析。研究结果表明,在微弧氧化过程中正负电压不变情况下,随着氧化时间的延长,微弧氧化膜层厚度、硬度不断增加;试样表面孔洞及裂纹数量逐渐减少,孔径逐渐增大,孔洞周围突起的熔融物质聚集较多;耐磨性、耐蚀性增强。在电解液中加入...  (本文共61页) 本文目录 | 阅读全文>>

兰州理工大学
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AZ91D镁合金耐磨性及其表面微弧氧化膜的制备与性能研究

镁合金因其低密度、高比强度和好的机加工性能,是目前在航空和汽车工业领域具有巨大的潜在应用的结构材料。AZ91D镁合金作为一种商用镁合金,在强度、延展性、抗疲劳、抗蠕变、耐蚀耐磨性方面正面临着巨大的挑战。本文首先研究了触变成形(thixoforming(TF))过程中模具温度、坯料加热温度和加热时间对触变成形AZ91D镁合金滑动摩擦磨损性能的影响。结果表明,随着模具温度的升高,合金的磨损率逐渐升高;随着坯料加热温度的升高,合金的磨损率先降低后升高;随着坯料加热时间的增加,合金的磨损率逐渐升高。不同的触变成形工艺参数对AZ91D镁合金的摩擦系数影响不大。其次,在往复式滑动干摩擦条件下研究触变成形(thixoforming(TF))和金属型铸造(permanent mould casting(PMC))的AZ91D镁合金的摩擦磨损性能。与PMC相比,TF工艺可以提高AZ91D镁合金的耐磨性。随着滑动频率和载荷的增加,TF和PMC拥有类...  (本文共76页) 本文目录 | 阅读全文>>