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电参数对AlSn20Cu表面微弧氧化陶瓷层的制备和结合强度的影响 被引量：1
1
作者 马春生 张子钰 +4 位作者 于长鑫 刘学 姜波 李霖森 付景国 《表面技术》 北大核心 2025年第11期211-220,242,共11页
目的适应发动机装置高功率密度、高可靠性和轻量化的发展需求,提高发动机滑动轴承的主要原料——铝锡铜合金的表面综合性能,促进铝锡铜合金表面强化处理技术的发展。方法利用控制变量法,探究电源频率、正向占空比对AlSn20Cu表面微弧氧... 目的适应发动机装置高功率密度、高可靠性和轻量化的发展需求,提高发动机滑动轴承的主要原料——铝锡铜合金的表面综合性能,促进铝锡铜合金表面强化处理技术的发展。方法利用控制变量法,探究电源频率、正向占空比对AlSn20Cu表面微弧氧化陶瓷层结合强度的影响,将频率设置为300、600、900、1200、1500 Hz,将正向占空比设置为11%、30%、50%、70%、89%。利用扫描电镜、Image J软件和光学轮廓仪对陶瓷层的微观形貌、厚度、孔隙率、平均孔径、表面粗糙度等进行表征,结合电流变化曲线对陶瓷层生长过程和结合状态进行分析,采用大载荷划痕仪对陶瓷层结合强度进行表征,并进一步利用显微维氏硬度计、X射线衍射仪、X射线法、微纳米力学测试系统等对陶瓷层的表面硬度、物相组成、平均晶粒尺寸、表面应力和弹性模量等指标进行分析。结果通过改变电源频率和占空比,改变脉冲电流单个周期内有效工作总时间(频率升高总时间缩短,占空比升高总时间增加),从而影响陶瓷层的生长过程,进而使得陶瓷层的厚度、表面硬度、表面应力和弹性模量等指标随着反应的剧烈程度呈现相应的升降趋势,最终导致陶瓷层结合强度发生显著变化。结论当频率和占空比达到一定水平时,陶瓷层凭借适合的生长速率、晶粒尺寸、表面应力和弹性模量等表现出良好的结合强度。在电源频率900 Hz、占空比30%下制备得到的陶瓷层具备较高的结合强度。 展开更多
关键词 铝锡铜合金 微弧氧化 频率 占空比 结合强度
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核燃料锆包壳表面微弧氧化及Cr基复合膜高温蒸汽氧化研究进展
2
作者 薛文斌 李鑫 +6 位作者 王利娇 柴璐琪 周茜 王兴平 徐驰 金小越 杜建成 《表面技术》 北大核心 2025年第15期1-23,共23页
在反应堆失水事故发生时,锆包壳在高温水蒸气中会发生剧烈氧化,并释放氢气,从而引发严重的氢爆事故。通过Cr涂层能显著提高锆包壳的抗蒸汽氧化能力,涂层表面的Cr2O3膜能够显著抑制氧原子向锆基体扩散。在Cr涂层与Zr基体之间插入微弧氧化... 在反应堆失水事故发生时,锆包壳在高温水蒸气中会发生剧烈氧化,并释放氢气,从而引发严重的氢爆事故。通过Cr涂层能显著提高锆包壳的抗蒸汽氧化能力,涂层表面的Cr2O3膜能够显著抑制氧原子向锆基体扩散。在Cr涂层与Zr基体之间插入微弧氧化(MAO)绝缘中间缓冲层,能够抑制Cr/Zr互扩散,以及避免发生Cr/Zr电偶腐蚀。介绍了锆表面MAO膜及MAO/Cr基复合膜的制备工艺及膜层组织的结构特点,重点总结它们在900~1200℃蒸汽环境中的氧化动力学曲线,以及涂层结构、成分演变规律的研究现状,分析Al、Si合金元素对MAO/Cr基复合膜高温氧化行为的影响,还简要介绍MAO/Cr基复合膜的高能离子辐照效应,最后指出一些问题及后续研究方向。MAO膜及MAO/Cr基复合膜具有良好的抗蒸汽氧化性能,但MAO膜在1100℃以上环境中会失去保护能力,而MAO/Cr基复合膜在1200℃蒸汽环境中仍具有较高的防护性能。MAO绝缘中间层能够抑制Cr、Zr互扩散。将Al、Si合金元素添加到Cr层中,能够进一步提高MAO/Cr复合膜的抗氧化能力,Al2O3和Zr2Si阻挡层的形成分别是MAO/CrAl和MAO/CrAlSi复合膜抗高温氧化能力高的主要原因。 展开更多
关键词 微弧氧化 锆包壳 蒸汽氧化 Cr基复合膜 互扩散
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正向电压对SiCp/Al复合材料微弧氧化膜层微观结构及性能的影响
3
作者 杜春燕 杨海成 +1 位作者 黄树涛 于晓琳 《热加工工艺》 北大核心 2025年第19期139-144,共6页
以NaAlO_(2)和NaOH为电解液体系,采用恒压模式在SiCp/Al复合材料表面制备微弧氧化膜层。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪对膜层微观结构及相组成进行表征,采用划痕仪对膜层结合力进行分析,利用电化学工作站分析耐蚀性。结果表明:在恒... 以NaAlO_(2)和NaOH为电解液体系,采用恒压模式在SiCp/Al复合材料表面制备微弧氧化膜层。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪对膜层微观结构及相组成进行表征,采用划痕仪对膜层结合力进行分析,利用电化学工作站分析耐蚀性。结果表明:在恒压模式下,SiCp/Al复合材料微弧氧化过程包括钝化及微弧放电、均匀火花放电和弧光放电三个阶段。随着正向电压增加,微弧氧化膜层逐渐变得连续,厚度先增大后减小,正向电压较高时,膜层容易出现微裂纹。正向电压对SiCp/Al复合材料微弧氧化膜层的物相有一定影响。正向电压为450 V时,制备的膜层与基体结合力达到最大23.55 N。不同正向电压下的微弧氧化均能提高SiCp/Al复合材料的耐蚀性,正向电压为550 V时,微弧氧化膜层具有优异的耐蚀性。 展开更多
关键词 SICP/AL复合材料 微弧氧化 微观结构 结合力 耐蚀性
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电解液添加剂对铝锡铜合金表面微弧氧化陶瓷层的制备和结合强度的影响
4
作者 刘勇 张子钰 +3 位作者 付景国 刘学 晁海彬 马春生 《表面技术》 北大核心 2025年第5期265-275,共11页
目的满足内燃机技术不断进步对轴瓦材料提出的耐更高负荷、更长使用寿命的需求,推动铝锡铜合金表面微弧氧化表面处理技术的推广应用。方法采用恒压模式,选择碳酸钠和钨酸钠作为微弧氧化电解液添加剂,首先探究碳酸钠浓度对微弧氧化陶瓷... 目的满足内燃机技术不断进步对轴瓦材料提出的耐更高负荷、更长使用寿命的需求,推动铝锡铜合金表面微弧氧化表面处理技术的推广应用。方法采用恒压模式,选择碳酸钠和钨酸钠作为微弧氧化电解液添加剂,首先探究碳酸钠浓度对微弧氧化陶瓷层的生长过程、基本特征指标和结合强度的影响,然后以碳酸钠浓度优化结果为基础,进一步分析钨酸钠浓度对微弧氧化陶瓷层的影响。利用微弧氧化电源自带的软件采集反应中的电流数据;利用扫描电镜表征陶瓷层的微观形貌和厚度;通过ImageJ软件分析陶瓷层表面孔隙率和平均孔径;利用光学轮廓仪表征陶瓷层表面粗糙度;通过划痕试验对陶瓷层结合强度进行测试;利用显微维氏硬度计测量陶瓷层硬度;利用X射线衍射仪分析陶瓷层的物相组成;通过X射线法分析陶瓷层的应力状态;利用微纳米力学测试系统对陶瓷层弹性模量进行分析。结果碳酸钠和钨酸钠均对微弧氧化反应过程产生一定的影响。随着浓度的升高,陶瓷层厚度、表面粗糙度逐渐增加,但表面微观形貌、孔隙率和平均孔径变化不显著。碳酸钠对陶瓷层结合强度影响较小,但钨酸钠浓度的变化使得陶瓷层结合强度呈现先增加后减小的变化趋势。结论碳酸钠质量浓度为10 g/L、钨酸钠质量浓度为4 g/L时制备得到的微弧氧化陶瓷层因具有较好的结合状态和较低的平均晶粒尺寸、弹性模量和表面应力展示出较高的结合强度。 展开更多
关键词 铝锡铜合金 微弧氧化 结合强度 添加剂 碳酸钠 钨酸钠
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微弧氧化改性对Ti6Al4V合金电子束接头耐蚀性能的影响
5
作者 王晓波 俞臻 +7 位作者 胡永辉 吴鹏 梅锦辉 蔡智会 许建平 马英鹤 郑文健 杨建国 《表面技术》 北大核心 2025年第2期106-118,共13页
目的提高Ti6Al4V合金电子束焊接接头耐蚀性能。方法采用电子束焊接方法水平对接获得接头。利用微弧氧化技术对接头进行陶瓷化处理。通过光学显微镜、场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电化学腐蚀测试和浸泡腐蚀测试,分别评价未覆膜... 目的提高Ti6Al4V合金电子束焊接接头耐蚀性能。方法采用电子束焊接方法水平对接获得接头。利用微弧氧化技术对接头进行陶瓷化处理。通过光学显微镜、场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电化学腐蚀测试和浸泡腐蚀测试,分别评价未覆膜接头及覆膜接头涂层的组织、结构和耐蚀性能。结果与母材相比,焊接接头微观组织发生较大变化,由初生α相与晶间β相混合相转变为针状α'马氏体集束,在晶界周围呈羽毛状分布。对接头与母材进行微弧氧化处理后,接头与母材区域表面特征相似,熔融状凸起较多且分布大小不均匀的微孔。然而,接头涂层孔径与孔隙率较小。与母材涂层相比,接头涂层厚度、完整性和连续性较低。接头涂层与母材涂层的主要组成均为金红石(Rutile)TiO_(2)相和锐钛矿(Anatase)TiO_(2)相。虽然与含涂层母材相比,含涂层接头耐蚀性较低,但其与不含涂层接头相比,自腐蚀电位(E_(corr))提升290mV,自腐蚀电流密度(J_(corr))降低1个数量级,且在2mol/LHCl溶液中浸泡腐蚀速率大幅降低。结论微弧氧化处理可以有效提升接头在中性和酸性溶液中的耐腐蚀性能。 展开更多
关键词 钛合金 电子束焊接 微弧氧化 耐蚀性 微观结构 腐蚀机制
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掺锶微弧氧化钛表面对2型糖尿病大鼠骨髓基质干细胞成骨分化和股骨内种植体骨结合的影响
6
作者 钱海馨 钱超 朱陈元 《实用口腔医学杂志》 北大核心 2025年第5期588-594,共7页
目的:研究对微弧氧化钛表面进行掺锶处理后对2型糖尿病大鼠骨髓基质干细胞成骨行为以及种植体骨结合的影响。方法:对Ti6Al4V(TC4)微弧氧化处理,再用水热法掺锶处理制备含锶氧化膜。对SD大鼠给予高糖高脂饮食后,在腹腔内注射链脲佐菌素... 目的:研究对微弧氧化钛表面进行掺锶处理后对2型糖尿病大鼠骨髓基质干细胞成骨行为以及种植体骨结合的影响。方法:对Ti6Al4V(TC4)微弧氧化处理,再用水热法掺锶处理制备含锶氧化膜。对SD大鼠给予高糖高脂饮食后,在腹腔内注射链脲佐菌素液构建2型糖尿病模型。随后在大鼠体外分离培养骨髓基质干细胞,通过对细胞骨架染色以评价细胞在不同处理表面的附着情况,用MTT法检测比较细胞在不同处理表面的增殖差异,采用RT-PCR,结合ALP半定量测定和骨钙素(OCN)蛋白免疫荧光染色评价细胞在不同处理表面的成骨分化行为。将经由MAO和MAO+Sr处理的植体植入到2型糖尿病大鼠股骨内,注射荧光素标记种植体周围的新骨形成。在激光共聚焦显微镜下观察新骨形成速度,结合苦味酸品红染色观察并评价种植体骨结合率。采用方差分析钛片表面细胞增殖和分化差异,采用配对t检验分析MAO和MAO+Sr植体表面新骨形成的量和骨结合率差异。P<0.05为有统计学差异。结果:掺锶处理后,微弧氧化的表面形貌无特征性变化。XPS检测分析表面含有锶离子。掺锶处理后,钛表面细胞的成骨分化相关基因和蛋白表达均有进一步上调,表现为ALP活性增加,OCN蛋白免疫荧光染色增强。荧光标记结果显示在MAO+Sr处理的种植体表面,新骨形成的速度加快,苦味酸品红染色显示其骨结合率大于MAO种植体。结论:对Ti6Al4V表面微弧氧化结合掺锶处理可以促进2型糖尿病大鼠股骨内种植体骨结合。 展开更多
关键词 锶 微弧氧化 2型糖尿病大鼠 成骨分化 新骨形成 骨结合
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耐高温电机用微弧氧化陶瓷电磁线特性
7
作者 付东山 王连可 +3 位作者 王祥瑞 向波 雷厉 伍小杰 《电工技术学报》 北大核心 2025年第2期587-597,共11页
电机有机绝缘电磁线的绝缘材料高温下易分解,耐热等级有限,而外包陶瓷电磁线和阳极氧化电磁线柔韧性差,弯曲变形后电性能劣化。针对上述问题,该文提出基于微弧氧化陶瓷电磁线电机绕组方案。该陶瓷电磁线具有耐热等级高、柔韧性良好、弯... 电机有机绝缘电磁线的绝缘材料高温下易分解,耐热等级有限,而外包陶瓷电磁线和阳极氧化电磁线柔韧性差,弯曲变形后电性能劣化。针对上述问题,该文提出基于微弧氧化陶瓷电磁线电机绕组方案。该陶瓷电磁线具有耐热等级高、柔韧性良好、弯曲变形后可维持电性能等特点,将其作为绕组应用于电机中可使电机工作温度达到350℃,突破传统有机绝缘电机温度的限制。首先介绍了微弧氧化陶瓷电磁线的形成机理、结构特点和高温下的物理特性;然后分析了微弧氧化陶瓷电磁线应用于电机中的电学特性,给出微弧氧化陶瓷电磁线应用于电机中的制作工艺和绝缘方式;最后研制一台基于微弧氧化陶瓷电磁线的电机样机,并对其进行了高温烘烤测试和动态性能测试实验,验证了微弧氧化陶瓷电磁线应用于高温电机的有效性和可行性。 展开更多
关键词 微弧氧化 陶瓷电磁线 绝缘 高温电机
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超音频脉冲能量对镁合金微弧氧化膜层结构及性能的影响 被引量：1
8
作者 薛林 吴朝峰 +5 位作者 祝海涛 杨琳 梁永梅 彭珍珍 刘英 汪殿龙 《表面技术》 北大核心 2025年第2期96-105,160,共11页
目的研究超音频脉冲能量对AZ31B镁合金微弧氧化膜层成膜过程、微观结构与形貌和耐腐蚀性能的影响,并分析其成膜机理。方法通过改变超音频脉冲频率(50、100、150 kHz)调节脉冲能量,在硅酸盐体系中对AZ31B镁合金基体表面进行微弧氧化,采... 目的研究超音频脉冲能量对AZ31B镁合金微弧氧化膜层成膜过程、微观结构与形貌和耐腐蚀性能的影响,并分析其成膜机理。方法通过改变超音频脉冲频率(50、100、150 kHz)调节脉冲能量,在硅酸盐体系中对AZ31B镁合金基体表面进行微弧氧化,采用激光共聚焦、SEM/EDS、XRD等对膜层表面形貌、元素组成及物相进行分析,通过电化学测试表征膜层耐腐蚀性能。结果在硅酸盐体系中制备的微弧氧化膜层物相组成主要是MgO和Mg_(2)SiO_(4)。随着超音频脉冲频率提高,脉冲能量降低,微弧氧化起弧时间延长,膜层微孔尺寸减小,膜层表面均匀性提高。与基体相比,在超音频脉冲条件下制备的微弧氧化膜层,自腐蚀电位提高了1.5 V,膜层自腐蚀电流密度降低了3~4个数量级。结论超音频电压脉冲会显著影响镁合金微弧氧化膜层微观结构,提高膜层均匀性。脉冲频率增加即脉冲能量降低,将降低微弧氧化过程中电弧的尺寸,增加电弧数量,进而降低膜层表面微孔尺寸,同时,降低表面疏松层厚度,提高致密层厚度,有利于提高膜层的耐腐蚀性能。 展开更多
关键词 超音频脉冲能量 微弧氧化 镁合金 微观结构 耐腐蚀性
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AZ31B镁合金微弧氧化/微胶囊环氧复合自修复涂层的制备及耐腐蚀性能
9
作者 纪锋艳 田梦真 +7 位作者 李涛 郭泉忠 汪川 王勇 吴磊 曹公望 刘雨薇 贾志刚 《表面技术》 北大核心 2025年第15期96-107,共12页
目的针对镁合金涂层破损后快速腐蚀问题,将微胶囊自修复涂层与微弧氧化膜相结合,制备微弧氧化复合自修复涂层,研究其耐腐蚀性能。方法采用原位聚合法,以尿素-三聚氰胺-甲醛为预聚体,制备包覆桐油的微胶囊,将微胶囊按照质量分数(以环氧... 目的针对镁合金涂层破损后快速腐蚀问题,将微胶囊自修复涂层与微弧氧化膜相结合,制备微弧氧化复合自修复涂层,研究其耐腐蚀性能。方法采用原位聚合法,以尿素-三聚氰胺-甲醛为预聚体,制备包覆桐油的微胶囊,将微胶囊按照质量分数(以环氧树脂的质量为基准)为0%、5%、10%、15%分散在环氧树脂中,分别喷涂在镁合金基体和微弧氧化膜表面,制备微胶囊自修复涂层和微弧氧化复合自修复涂层。通过红外光谱仪和热重分析仪分析微胶囊的化学结构和热稳定性,采用SEM对膜层的表面形貌及修复后的形貌进行分析,通过拉开法测试涂层与基体之间的附着力,通过电化学测试和盐雾试验探讨微胶囊添加量对单一自修复涂层和复合自修复涂层的修复效果,以及对其耐腐蚀性能的影响。结果涂层划痕区域的修复效果随着微胶囊含量的提升而明显提高,当微胶囊的质量分数超过10%时涂层的结合力明显下降,最佳的微胶囊质量分数为10%。电化学阻抗解析微弧氧化复合自修复涂层电阻(Rc)为1.12×10^(5)Ω·cm^(2),与单一自修复涂层相比提高了3个数量级,与未添加微胶囊的微弧氧化环氧涂层相比,提高了2个数量级,盐雾测试1000 h后划痕处无明显腐蚀剥落。结论微弧氧化复合自修复涂层的耐腐蚀性能明显优于单一自修复涂层,冶金结合的微弧氧化膜作为镁合金基体与自修复层之间的中间层,遏制了由镁基体丝状腐蚀扩散所致的有机涂层快速剥离,保障了自修复涂层的结构稳定性,从而减缓了腐蚀扩展速率,有效提升了涂层的自修复效果和耐蚀性。 展开更多
关键词 镁合金 微胶囊 微弧氧化 自修复 复合涂层 腐蚀机理
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微弧氧化功能陶瓷涂层的设计及其在机械工程的应用进展
10
作者 刘一 赵辰 +4 位作者 冯金宝 于强亮 于波 周峰 刘维民 《中国表面工程》 北大核心 2025年第2期167-192,共26页
微弧氧化(MAO)技术作为一种先进的表面处理技术,能够在轻金属表面生成陶瓷涂层,显著提升其防腐、耐磨、热控等性能。综述了MAO技术在功能性陶瓷涂层设计方面的最新研究进展,重点介绍了MAO技术在防腐、润滑耐磨、热控及热防护、电绝缘和... 微弧氧化(MAO)技术作为一种先进的表面处理技术,能够在轻金属表面生成陶瓷涂层,显著提升其防腐、耐磨、热控等性能。综述了MAO技术在功能性陶瓷涂层设计方面的最新研究进展,重点介绍了MAO技术在防腐、润滑耐磨、热控及热防护、电绝缘和彩色涂层领域的设计研究,并总结了优化电解液组分、电源参数及后处理工艺对涂层性能的提升作用。研究表明,通过改变电解液成分和工艺参数,可以显著提高涂层的致密性和硬度,提升涂层的耐腐蚀性和耐磨性。通过后处理工艺,涂层表面的微孔和裂纹得以填充,从而加强涂层与基体的机械结合力和化学结合力,避免涂层脱落或剥离,可以进一步改善涂层性能或赋予新的功能。研究还发现,MAO涂层在热防护方面的优异性能,可以通过调节涂层的颜色、厚度和结构,控制其太阳吸收率和红外发射率。另外,电绝缘和着色涂层的研究同样显示了MAO技术在功能性涂层设计中的应用前景。系统总结MAO技术在功能性涂层领域的研究进展,总结了优化MAO功能涂层的多种设计策略,并探讨了其在实际应用中的潜力。为MAO技术在更多功能性领域的应用提供了理论基础,也为未来进一步提高涂层性能、拓宽MAO技术的应用范围提供了新的思路和方向。 展开更多
关键词 微弧氧化 陶瓷涂层 复合涂层 电解液 防腐耐磨性
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电解液中Na_(2)SiO_(3)浓度对铌合金微弧氧化膜层烧蚀性能的影响
11
作者 宁炳坤 谢天祥 +4 位作者 钱伟峰 陈永楠 王楠 李延超 张文 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第9期3102-3114,共13页
本文通过改变电解液中Na_(2)SiO_(3)浓度研究不同孔隙率的微弧氧化膜层增强铌合金耐烧蚀性能,借助X射线计算机断层扫描技术还原膜层的内部孔隙结构,并结合有限元模拟建立模型还原膜层热烧蚀过程。结果表明:随着Na_(2)SiO_(3)浓度的增加... 本文通过改变电解液中Na_(2)SiO_(3)浓度研究不同孔隙率的微弧氧化膜层增强铌合金耐烧蚀性能,借助X射线计算机断层扫描技术还原膜层的内部孔隙结构,并结合有限元模拟建立模型还原膜层热烧蚀过程。结果表明:随着Na_(2)SiO_(3)浓度的增加,膜层的孔隙率呈现出先降低后增加的趋势;当Na_(2)SiO_(3)为10 g/L时,膜层孔隙率最小为15.08%,其中40.2%孔隙的孔径比为0.6~0.7,呈现出连通孔向孤立孔转变的状态。此时,膜层抗烧蚀性能最好,经1000℃烧蚀15 min后,膜层质量损失仅为0.017 mg/dm^(2)。孤立孔虽然可以降低膜层密度,但由于其在空间上的分离性,有助于分散热应力,减小局部应力集中,从而提高膜层的抗烧蚀性能。相比之下,连通孔的大规模出现增加了膜层的热导率,导致膜层更容易发生热应力集中,从而出现裂纹造成膜层脱落,形成更大规模的烧蚀。 展开更多
关键词 Na_(2)SiO_(3)浓度 微弧氧化 X射线计算机断层扫描 孔结构 有限元模拟
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微弧氧化制备医用Mg-6Zn合金Cu^(2+)涂层的抗肿瘤和成血管性能研究
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作者 柴应红 罗霞 +4 位作者 林科建 张红 赵辉 蔡华伟 郝丽静 《表面技术》 北大核心 2025年第4期201-210,共10页
目的镁合金作为骨植入材料在临床上的应用受到广泛关注,然而骨植入术后的恢复问题长期以来未得到解决。方法以Mg-6Zn合金为基体,基于简便的微弧氧化工艺,通过添加纳米铜粉,制备了含Cu^(2+)的镁合金涂层,研究了不同纳米铜添加量下涂层的... 目的镁合金作为骨植入材料在临床上的应用受到广泛关注,然而骨植入术后的恢复问题长期以来未得到解决。方法以Mg-6Zn合金为基体,基于简便的微弧氧化工艺,通过添加纳米铜粉,制备了含Cu^(2+)的镁合金涂层,研究了不同纳米铜添加量下涂层的耐腐蚀、抗肿瘤和成血管性能。结果Cu^(2+)的加入,使涂层表面形貌得到改善,涂层更加平整致密,0.35 g/L添加量下,其拥有(385.46±38.99)HV的显微硬度、(3.90±0.28)%的孔隙率和最小(1.40±0.86)μm的孔径。在耐腐蚀性能测试中,表现出了最低的腐蚀速率(3.14×10^(-5) mm/a),较不含Cu^(2+)涂层降低了1个数量级。体外实验表明:Cu^(2+)涂层具有良好的生物相容性,骨髓间充质干细胞的增值率大于80%,溶血率低于4%,细胞黏附效果良好。此外,Cu^(2+)涂层还具备较好的抗肿瘤和成血管能力,培养大鼠骨肉瘤细胞时,其增值率低至(24.53±2.75)%。在合适的浓度下,Cu^(2+)能够实现抗肿瘤和成骨的协同作用;同时,Cu^(2+)又会促进血管内皮细胞生长因子的分泌,刺激细胞增殖分化,进而促进血管生成;而在肿瘤条件下,Cu^(2+)又会延迟血管内皮细胞成血管。结论Cu^(2+)具有良好的氧化活性,会使肿瘤细胞铜过载而产生氧化应激反应,进而死亡,并且Cu^(2+)还能上调血管内皮细胞的生长因子,促进细胞增殖进而血管化。因此,这种具备较好耐腐蚀性、抗肿瘤和成血管能力的含Cu^(2+)医用镁合金涂层,有望在骨植入及其术后问题上得到实际应用。 展开更多
关键词 医用镁合金 微弧氧化 含Cu^(2+)涂层 耐腐蚀性能 抗肿瘤 成血管
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微弧氧化涂层对铝合金疲劳性能影响与改进途径研究进展
13
作者 戴卫兵 张册 +3 位作者 郭辰光 黄文超 岳海涛 张建卓 《表面技术》 北大核心 2025年第17期18-32,共15页
热-力-电耦合作用诱发的微观缺陷(微孔、裂纹、界面缺陷)和残余应力是金属微弧氧化的内禀缺陷,引起微弧氧化涂层疲劳裂纹过早萌生和扩展,损伤基体的疲劳性能。内禀缺陷是涂层铝合金疲劳优化的瓶颈障碍,限制微弧氧化技术在“空天地”装... 热-力-电耦合作用诱发的微观缺陷(微孔、裂纹、界面缺陷)和残余应力是金属微弧氧化的内禀缺陷,引起微弧氧化涂层疲劳裂纹过早萌生和扩展,损伤基体的疲劳性能。内禀缺陷是涂层铝合金疲劳优化的瓶颈障碍,限制微弧氧化技术在“空天地”装备制造领域的应用。阐述微弧氧化涂层影响基体疲劳性能的因素,分析涂层微观缺陷和表面粗糙度及分布、残余应力和基体表面微结构对涂层铝合金疲劳寿命的影响,并研究内禀缺陷以及外加载荷对疲劳性能的耦合影响机制,进而揭示涂层内禀缺陷致基体疲劳劣化机理,明确铝合金微弧氧化的疲劳失效主导机制,在此基础上,基于协同调控内禀缺陷和基体表面微结构,以减少涂层缺陷、弱化残余应力与缺陷耦合作用、抑制涂层裂纹向基体扩展为思想,提出基体预处理-工艺参数-涂层后处理多维度调控的疲劳优化方法,为微弧氧化技术在轻金属表面强化应用面临疲劳寿命差且难以预测的瓶颈问题,提供新见解和解决方法基础。 展开更多
关键词 铝合金 微弧氧化 内禀缺陷 耦合机制 疲劳
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镁合金微弧氧化热控膜层生长行为及性能
14
作者 于金花 李思振 +7 位作者 覃业深 刘云彦 赵潋景 冯立 张家强 关宏伟 孙浩然 蔡硕 《表面技术》 北大核心 2025年第18期191-199,共9页
目的研究镁合金不同微弧氧化时间黑色热控膜层的状态及性能。方法在镁合金表面制备出不同时间微弧氧化黑色热控膜层,采用粗糙度测试仪、SEM(含EDS)、XRD、分光光度计、电化学工作站分别对膜层粗糙度、微观形貌、相组成、热控性能以及腐... 目的研究镁合金不同微弧氧化时间黑色热控膜层的状态及性能。方法在镁合金表面制备出不同时间微弧氧化黑色热控膜层,采用粗糙度测试仪、SEM(含EDS)、XRD、分光光度计、电化学工作站分别对膜层粗糙度、微观形貌、相组成、热控性能以及腐蚀性能进行检测。结果随着氧化时间增加,膜层宏观颜色逐渐变深,且粗糙度和厚度逐渐增大;表面孔隙率逐渐降低,但是孔洞尺寸及裂纹宽度逐渐增加。膜层内存在大量封闭孔洞,且孔洞尺寸自基体向膜层表面呈现增加趋势。不同氧化时间,膜层表面Fe元素含量相近,但是Fe_(3)O_(4)的含量存在差异。从氧化初期到末期,太阳吸收率从80%提高至93%,红外半球发射率从0.78提高至0.85。相对于镁合金基体,微弧氧化后腐蚀电流降低了2个数量级,但是随着氧化时间的增加,略有上升。结论氧化后期氧化电压和溶液温度上升,加速了成膜反应和熔融物冷却速率下降,同时铁氧化物和MgO共结晶,致使熔融物结晶尺寸增大,膜层粗糙度增加。Fe_(3)O_(4)含量及膜层表面状态与热控性能密切相关。微弧氧化热控膜层提高了基体的耐蚀性,但是氧化后期膜层微观孔洞和裂纹,导致耐蚀性能有所下降。 展开更多
关键词 镁合金 微弧氧化 氧化时间 微观形貌 热控性能 耐蚀性
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NH_(4)VO_(3)浓度对铝合金微弧氧化热控膜层结构和性能的影响
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作者 李正强 马颖 +3 位作者 欧凯奇 安晓丽 衡志丹 王晟 《兰州理工大学学报》 北大核心 2025年第2期1-7,共7页
在以磷酸盐-硅酸盐复合盐系为基础的电解液中,加入不同浓度的着色盐NH_(4)VO_(3),探讨其浓度变化对微弧氧化膜层宏观形貌、黑度、微观结构、物相组成、耐蚀性以及热控性能的影响.结果表明:随着NH_(4)VO_(3)浓度的增加,膜层黑度值逐渐减... 在以磷酸盐-硅酸盐复合盐系为基础的电解液中,加入不同浓度的着色盐NH_(4)VO_(3),探讨其浓度变化对微弧氧化膜层宏观形貌、黑度、微观结构、物相组成、耐蚀性以及热控性能的影响.结果表明:随着NH_(4)VO_(3)浓度的增加,膜层黑度值逐渐减小,颜色加深,但当其浓度超过临界值时,膜层成膜性变差.使膜层呈现黑色的原因是V_(2)O_(3)物相的生成.NH_(4)VO_(3)的加入使得黑色膜出现了自封孔现象,从而使得膜层的耐蚀性得到明显改善.黑色膜的电化学耐蚀性比基体和未加着色盐的膜层分别提高了5个和3个数量级.膜层吸收率最大为0.927,发射率最大为0.882.黑色膜层的热控性能和耐蚀性得到了同时提升. 展开更多
关键词 铝合金 微弧氧化 黑色膜 热控性能 耐蚀性
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石墨烯、氧化铝增强铝合金微弧氧化陶瓷层的耐蚀及耐磨性能
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作者 郭爽 杨景博 +2 位作者 白玉 马文 恩德拉赫-米西格多杰 《表面技术》 北大核心 2025年第17期117-125,共9页
目的提高6061T6铝合金的耐蚀、耐磨性能,研究纳米GO+α-Al_(2)O_(3)颗粒增强相对陶瓷层微观组织形貌和力学性能的影响。方法在硅酸盐复合电解液中引入氧化石墨烯(GO)和纳米氧化铝(α-Al_(2)O_(3))颗粒,作为电解液添加剂,对6061T6铝合金... 目的提高6061T6铝合金的耐蚀、耐磨性能,研究纳米GO+α-Al_(2)O_(3)颗粒增强相对陶瓷层微观组织形貌和力学性能的影响。方法在硅酸盐复合电解液中引入氧化石墨烯(GO)和纳米氧化铝(α-Al_(2)O_(3))颗粒,作为电解液添加剂,对6061T6铝合金表面进行微弧氧化(MAO)处理。通过硬度测试、摩擦磨损试验、电化学试验分别评价陶瓷层的硬度、耐磨性、耐蚀性,并通过扫描电子显微镜、激光共聚焦显微镜对陶瓷层的微观形貌、磨损形貌进行分析。结果添加纳米GO和α-Al_(2)O_(3)颗粒能够增大陶瓷层的致密性,从而提升陶瓷层的硬度。其中GO及α-Al_(2)O_(3)共掺杂陶瓷层的硬度达到15.73 GPa。在耐磨性方面,纳米GO+α-Al_(2)O_(3)能够提升陶瓷层的耐磨能力,其摩擦因数从铝合金的0.649降至0.334,体积磨损率从铝合金的2.43×10^(-2)mm^(3)/(N·m)降至1.63×10^(-2)mm^(3)/(N·m)。在耐蚀性方面,GO+α-Al_(2)O_(3)增强相的存在使得陶瓷层的耐蚀性能明显提升,GO+α-Al_(2)O_(3)共掺杂微弧氧化陶瓷层自腐蚀电位由纯电解液陶瓷层的-0.172 V提高至-0.148 V,而自腐蚀电流密度由7.158×10^(-6)A/cm^(2)降至4.067×10^(-8)A/cm^(2)。结论纳米GO和α-Al_(2)O_(3)颗粒作为电解液添加剂,能够有效提高6061T6铝合金微弧氧化陶瓷层的硬度、耐磨性、耐蚀性能,具有广阔的工业应用潜力。 展开更多
关键词 铝合金 微弧氧化 氧化石墨烯 纳米氧化铝 耐蚀性能 耐磨性能
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微弧氧化HfC-HfO_(2)粒子沉积烧结复合涂层的构建及其高温抗氧化性能
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作者 叶志云 郭锦恒 +6 位作者 吾可来·德艾吾勒特 姜雨桐 周锦博 陈远哲 王小龙 王树棋 王亚明 《表面技术》 北大核心 2025年第15期24-32,共9页
目的提高高超声速飞行器用铌合金构件的高温抗氧化性能,拓展其在复杂服役环境中的应用范围。方法采用微弧氧化粒子(HfC+HfO_(2))沉积烧结技术,在渗硅铌合金表面制备HfC-HfO_(2)改性硅化物基复合涂层。通过1200℃下的静态空气氧化试验,... 目的提高高超声速飞行器用铌合金构件的高温抗氧化性能,拓展其在复杂服役环境中的应用范围。方法采用微弧氧化粒子(HfC+HfO_(2))沉积烧结技术,在渗硅铌合金表面制备HfC-HfO_(2)改性硅化物基复合涂层。通过1200℃下的静态空气氧化试验,研究复合涂层的高温氧化行为。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和高分辨透射电镜研究复合涂层的组织结构、相成分,以及复合涂层在不同氧化时间下的微观结构演变规律。结果渗硅铌合金表面HfC-HfO_(2)粒子沉积层的厚度约为45μm。复合涂层在整个等温氧化过程中表现出最佳的抗氧化性,其质量增益仅为6.41 mg/cm^(2),抛物线速率常数为0.367 mg^(2)/(cm^(4)·h),而单一NbSi_(2)涂层则呈加速氧化的趋势,其质量增益达到13.6 mg/cm^(2)。结论将HfC作为耗氧相引入复合涂层,最终在高温下形成了HfSiO_(4)骨架结构,从而提高了氧化皮的稳定性,且富Hf氧化物锚定了SiO_(2)氧化皮,形成了致密的氧扩散阻挡层,显著减缓了铌氧化物的生长和裂纹的萌生,这是复合涂层具有优异高温抗氧化性能的主要原因。 展开更多
关键词 渗硅铌合金 微弧氧化 复合涂层 高温抗氧化
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AZ91-Ti复合材料表面微弧氧化/有机复合涂层防护性能研究
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作者 谷永瑞 焦进超 +2 位作者 张津 连勇 郑开宏 《表面技术》 北大核心 2025年第15期56-68,共13页
目的研究AZ91-Ti表面MAO/有机复合涂层的长效防护性,以及其膜下腐蚀行为。方法在AZ91-Ti表面制备EP/PU和MAO/EP/PU等2种膜层,通过中性盐雾试验、电化学阻抗谱、划伤试验等系统对比研究涂层的性能,并分析涂层的失效机制。结果电化学测试... 目的研究AZ91-Ti表面MAO/有机复合涂层的长效防护性,以及其膜下腐蚀行为。方法在AZ91-Ti表面制备EP/PU和MAO/EP/PU等2种膜层,通过中性盐雾试验、电化学阻抗谱、划伤试验等系统对比研究涂层的性能,并分析涂层的失效机制。结果电化学测试结果显示,2种涂层的阻抗值均随着盐雾时间的延长而降低。然而,单一EP/PU涂层在720 h盐雾试验后出现明显鼓泡现象,而MAO/EP/PU复合涂层在960 h盐雾试验后无明显变化。单一EP/PU涂层的膜下腐蚀呈现横向扩展的局部腐蚀和丝状腐蚀特征,MAO涂层能够有效抑制腐蚀介质的横向扩散,从而显著提升复合涂层的耐久性。划伤试验结果表明,复合涂层体系下AZ91-Ti的腐蚀扩展面积与AZ91相当。结论MAO中间层通过机械互锁和化学稳定双重作用,显著提升了有机涂层的界面结合强度和腐蚀介质阻挡能力,有效提高了AZ91-Ti复合材料的长周期耐腐蚀性能,使其达到了同等防护下商用AZ91镁合金的水平,为AZ91-Ti的应用提供了有力支撑。 展开更多
关键词 Ti颗粒增强镁基复合材料 微弧氧化 空气喷涂 耐腐蚀 膜下腐蚀
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石墨烯对2A12铝合金微弧氧化膜层结构和性能的影响
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作者 李文 张笑尘 +2 位作者 李少杰 闫德志 邢雅兰 《航空制造技术》 北大核心 2025年第17期99-105,共7页
为进一步提升2A12铝合金微弧氧化膜耐蚀性和耐磨性,在六偏磷酸钠体系的微弧氧化工艺基础上,加入不同浓度石墨烯分散液,研究了石墨烯分散液对微弧氧化膜层的表面形貌、厚度、耐磨性、耐蚀性和硬度的影响。结果表明,当加入0.4 g/L石墨烯时... 为进一步提升2A12铝合金微弧氧化膜耐蚀性和耐磨性,在六偏磷酸钠体系的微弧氧化工艺基础上,加入不同浓度石墨烯分散液,研究了石墨烯分散液对微弧氧化膜层的表面形貌、厚度、耐磨性、耐蚀性和硬度的影响。结果表明,当加入0.4 g/L石墨烯时,微弧氧化膜层性能最佳,膜层中的微孔和微裂纹等缺陷显著减少,膜层厚度增加。相对于未添加石墨烯分散液制备的微弧氧化膜,石墨烯掺杂的微弧氧化膜层硬度提高了73%,磨损量减少8.2 mg,自腐蚀电位提高0.294 V,自腐蚀电流密度下降2个数量级。 展开更多
关键词 2A12铝合金 微弧氧化 石墨烯 耐磨性 硬度 耐蚀性
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镁合金微弧氧化/MgLiAl-LDHs三元水滑石复合自修复涂层
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作者 焦佐军 吴量 +6 位作者 郁富兵 田珍珍 周岩 姚文辉 袁媛 谢治辉 吴国志 《表面技术》 北大核心 2025年第15期33-46,共14页
目的通过一步水热法在镁锂合金微弧氧化(MAO)涂层上搭建水滑石(LDHs)复合涂层,并通过低温水浴引入有机缓蚀剂分子,构建具有出色耐蚀性的智能自修复涂层。方法以Mg-8Li合金为基体,在偏铝酸盐体系电解质中制备MAO涂层。在水热溶液中引入NO... 目的通过一步水热法在镁锂合金微弧氧化(MAO)涂层上搭建水滑石(LDHs)复合涂层,并通过低温水浴引入有机缓蚀剂分子,构建具有出色耐蚀性的智能自修复涂层。方法以Mg-8Li合金为基体,在偏铝酸盐体系电解质中制备MAO涂层。在水热溶液中引入NO_(3)^(−),原位生长获得MgLiAl-LDHs三元水滑石涂层。在低温(50℃)水浴下,分别引入水杨酸(SA)和2-羟基-1,4-萘醌(HNQ),制备自修复涂层(MgLiAl-LDHs-SA、MgLiAl-LDHs-HNQ)。采用SEM、EDS、XPS、FT-IR、XRD表征涂层的组成和结构,利用电化学实验、划伤实验和SVET测试涂层的耐腐蚀性能和自修复性能,并结合测试结果分析其耐蚀和自修复机理。结果复合涂层制备成功,它表现出LDHs结构(003)和(006)X射线特征衍射峰,在引入缓蚀剂后LDHs特征峰向小角度偏移。缓蚀剂分子成功结合到LDHs涂层表面。MAO呈现典型的火山口形貌,LDHs纳米片对MAO涂层具有良好的封孔效果,MgLiAl-LDHs三元水滑石结构更致密,缓蚀剂的加入进一步增大了复合涂层的致密度和厚度。电化学实验结果表明,复合涂层样品MgLiAl-LDHs-HNQ的腐蚀电流密度(Jcorr)降至4.74×10^(−7)A/cm^(2),电荷转移电阻达到5.7×10^(5)Ω·cm^(3),且析氢速率大幅下降。涂层划伤实验结果表明,LDHs涂层抑制了MAO划伤位置的扩展,缓蚀剂通过与游离金属离子形成了稳定沉淀物,并在裸露合金表面吸附成膜,实现了涂层的动态自修复。SVET实验结果表明,复合涂层划伤位置的自腐蚀电位经过浸泡后明显降低,进一步验证了涂层的自修复性能。结论所制备的MgLiAl-LDHs-HNQ复合涂层具有较好的耐蚀性和自修复效果,该研究对镁锂合金表面耐蚀自修复功能涂层的应用具有一定参考价值。 展开更多
关键词 镁锂合金 微弧氧化 水滑石 缓蚀剂 自修复
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