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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

Effect of Ultra-audio Frequency Pulse Energy on Growth Mechanism and Corrosion Properties of AZ31B Ceramic Coating by Micro-arc Oxidation

作     者:薛林 吴朝峰 祝海涛 杨琳 梁永梅 彭珍珍 刘英 汪殿龙 XUE Lin;WU Chaofeng;ZHU Haitao;YANG Lin;LIANG Yongmei;PENG Zhenzhen;LIU Ying;WANG Dianlong

作者机构:河北科技大学材料科学与工程学院石家庄050018 河北省材料近净成形技术重点实验室石家庄050018 燕山大学机械工程学院河北秦皇岛066004 

出 版 物:《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期:2025年第54卷第2期

页      面:96-105,160页

核心收录:

学科分类:080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程(可授工学、理学学位)] 

基  金:国家自然科学基金(52002112,52101015) 河北省自然科学基金(E2021208005,E2022208056) 河北省“三三人才工程”基金(B20221003) 

主  题:超音频脉冲能量 微弧氧化 镁合金 微观结构 耐腐蚀性 

摘      要: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。

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