孙乐
- 作品数：18 被引量：46H指数：4
- 供职机构：兰州理工大学更多>>
- 发文基金：国家重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：金属学及工艺一般工业技术动力工程及工程热物理更多>>
- 基于配方均匀试验优化微弧氧化电解液浓度配比被引量：4
- 2021年
- 目的研究电解液中各电解质不同浓度配比下微弧氧化膜层的制备、微观结构及耐蚀性能,以确定最优配方。方法基于配方均匀试验方法,在硅酸盐系电解液中对AM60B镁合金进行微弧氧化处理。引入微弧氧化反应的可行性和微弧氧化膜层的成膜性两个试验指标,分别评判本研究中某电解液配方是否具有实际应用价值,以及评价在某个电解液配方下所制得膜层的合格程度。利用涡流测厚仪、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子探针(EPMA)、硝酸点滴实验以及电化学实验等方法,分别表征膜层的厚度、微观结构、物相组成、元素成分及耐蚀性能。结果当电解液中NaOH的质量浓度小于10 g/L时,方能获得表观完整且色泽均匀的微弧氧化膜层。当NaOH和KF的浓度配比接近,且两者之和约为Na_(2)SiO_(3)所占配比时,即Na_(2)SiO_(3)为19.24 g/L、NaOH为8.80 g/L、KF为11.96 g/L时,膜层中孔径的尺寸小,缺陷少,致密度最高,此时膜层的耐蚀性最好,与基体相比,该膜层的硝酸点滴耐蚀性提高了39倍,电化学耐蚀性提高了3个数量级。膜层主要由MgO、Mg_(2)SiO_(4)及少量的MgF_(2)、MgAl_(2)O_(4)组成,但含量有差别。结论实验设计方法的选择是保证本研究结果有效性的核心和关键。电解液中NaOH的浓度高低是决定某电解液配方是否具有实用价值的首要因素。只有Na_(2)SiO_(3)、NaOH和KF三者间具备适当的配比时,才能降低膜层中的微孔尺寸,减少微裂纹,提高其致密度,并能够在膜层中沉积更多的优质物相,这些是增强膜层耐蚀性的前提和保障。
- 杨登科马颖安凌云张睿峰吴雄飞孙乐王占营
- 关键词：镁合金微弧氧化电解液耐蚀性
- 纯镁表面等离子体电解渗硼与微弧氧化复合膜的制备及耐蚀性被引量：3
- 2021年
- 目的在纯镁表面制备新型复合膜,以提高其耐蚀性。方法先在硼砂系电解液中对纯镁进行等离子体电解渗硼(PEB)处理,预制表面改性层,然后在硅酸盐系电解液中对其进行微弧氧化(MAO)处理,从而获得PEB+MAO新型复合膜。分别使用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析膜层的微观结构、元素分布及物相组成,膜层的耐蚀性则通过动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)来表征。结果纯镁的等离子体电解渗硼过程经历了电离、置换、吸附和扩散四个阶段,获得的PEB表面改性层由氧化层和扩散层组成。在PEB+MAO复合膜的生长过程中,膜层在其厚度方向存在重叠的现象,而不是逐层的简单堆积。等离子体电解渗透时,硼元素渗入后所形成的渗层区域降低了纯镁基体表面的化学活性,改善了其微观组织结构,进而使PEB+MAO复合膜的腐蚀电流密度较基体、单一PEB改性层和单一微弧氧化膜层分别降低了3、2、1个数量级。同时,EIS研究也表明,PEB+MAO复合膜可以提供相对较长时间的抗蚀保护。另外,分析了PEB表面改性层的生成机理以及PEB+MAO复合膜的形成过程,并建立了物理模型。结论 PEB预处理会显著影响PEB+MAO复合膜的厚度、致密性及成分,继而明显提高纯镁的耐蚀性。该新型的复合膜制备方法有望进一步推广到镁合金上,以提高其耐蚀性和承载能力。
- 孙乐马颖李奇辉王晟王占营
- 关键词：镁微弧氧化表面改性复合膜耐蚀性
- 氟硅比对AM60B镁合金微弧氧化膜微观结构及耐蚀性的影响被引量：2
- 2021年
- 通过改变硅酸盐体系电解液中KF和Na_(2)SiO_(3)的浓度,定量分析氟化钾与硅酸钠浓度配比(简称氟硅比)对AM60B镁合金微弧氧化膜层微观结构及耐蚀性的影响。结果表明:主盐Na_(2)SiO_(3)在微弧氧化成膜中必不可少。当电解液中含有KF时(氟硅比大于0),随着氟硅比的增大,成膜反应加剧,膜层表面的孔隙率和表面大孔(>3μm)数目增加,膜厚增加,且由于KF在电解液中的存在,会生成新物相MgF_(2),促进物相Mg_(2)SiO_(4)的形成,这些物相有利于提高膜层的耐蚀性。此外,KF与Na_(2)SiO_(3)二者在成膜反应中的竞争与协同作用因氟硅比的变化而变化,致使膜层的微观结构与物相含量随之改变,从而影响膜层的耐蚀性。本研究中,当氟硅比为0.5(KF:Na_(2)SiO_(3)=7.5:15)时,由于KF与Na_(2)SiO_(3)间良好的协同作用,形成的膜层厚度较大,致密性较好,缺陷较少,此时膜层兼备厚度大与耐蚀性优的特性,是最佳的氟硅比。
- 吴雄飞马颖孙乐安凌云王占营
- 关键词：镁合金微弧氧化微观结构耐蚀性
- 固溶处理对AZ91D镁合金时效态微观组织和性能的影响被引量：3
- 2017年
- 以AZ91D镁合金为研究对象,研究了固溶处理对后期时效处理效果的影响.结果表明:415℃固溶处理5h后,铸态AZ91D镁合金中分布在晶界处的网状脆性相β-Mg_(17)A_(12)基本全部溶入基体相α-Mg中.后续时效期间沉淀相β-Mg_(17)A_(12)主要在晶界处不连续析出细小条状晶;而在晶内则连续析出颗粒状或短棒状晶.固溶时效处理后析出的β-Mg_(17)A_(12)相尺寸较铸态时大幅减小.晶内析出的β-Mg_(17)A_(12)相尺寸和间距小于400nm时,对提高合金力学性能的贡献很大.拉伸断口上撕裂片越大、解理台阶越多,则晶内析出β-Mg_(17)A_(12)相的尺寸越小、数量越多、分布越弥散,极有利于大幅提高合金的力学性能.415℃固溶处理10、24h后再经200℃时效处理16h,合金的抗拉强度出现2个峰值,较铸态时分别提高22.2%、34%,硬度提高了35.8%、34.7%.
- 马颖齐玉明韩秋华王晟孙乐
- 关键词：AZ91D镁合金固溶处理时效处理力学性能
- 纯镁表面等离子体电解渗硼改性层的制备及性能被引量：2
- 2022年
- 在硼砂体系电解液中对纯镁进行等离子体电解渗硼(PEB),以提高其硬度、耐磨性和耐蚀性。用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分别对PEB表面改性层的微观结构、元素分布和物相组成进行研究,并用显微硬度计与摩擦磨损试验机对PEB表面改性层的硬度和耐磨性进行表征,同时用动电位极化曲线及电化学阻抗谱(EIS)来评估PEB表面改性层的耐蚀性。另外,还分析PEB表面改性层的生成机理,并建立物理模型。结果表明,PEB表面改性层由氧化层和扩散层组成,且在PEB表面改性层中检测到MgB_(2)新物相。PEB表面改性层的最大硬度约为480HV,是基体硬度的近16倍;摩擦因数仅为0.11,比基体减小了70.27%,磨损率为1.62×10^(-9)m^(3)/(N·m),比基体减小1个数量级;腐蚀电流密度比基体减小1个数量级,容抗弧半径和阻抗模值均比基体大,即纯镁经等离子体电解渗硼处理后,硬度、耐磨性和耐蚀性均得到提高。
- 孙乐马颖李奇辉王晟王占营
- 关键词：镁表面改性耐蚀性
- 硅酸钠在镁合金表面生成微弧氧化膜时的作用被引量：9
- 2020年
- 分别在不添加和添加硅酸钠的电解液中采用微弧氧化(MAO)技术在AZ91D镁合金表面上制备膜层,研究微弧氧化过程中,电解液中的硅酸钠在镁合金表面形成微弧氧化膜层时的作用,分析电解液中硅酸钠的有无对微弧氧化膜层的影响。膜层的微观结构及物相组成分别通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)进行分析,膜层的耐蚀性通过电化学工作站来表征。结果表明:镁合金微弧氧化过程中,电解液中硅酸钠的加入,将会促使在基材表面生成具有平面连续性的完整的微弧氧化膜层,同时改善膜层的致密性,并获得优质新物相Mg2SiO4。随着电解液中硅酸钠的加入,溶液的电导率增大,基材表面的起弧电压降低,击穿变得容易发生。SiO32-离子与电解液中的其他阴离子协同作用,使得阳极表面微观电位强弱区的对比态势加剧,从而促使放电火花的燃、熄两种状态在基材表面此起彼伏、交替进行,并由此加速了放电火花在基材表面的辗转游移,继而避免了局部热量累积有可能造成的宏观小凹坑的出现,以及微观裂纹的产生。电解液中加入硅酸钠后,所得膜层的腐蚀电流密度减小了1个数量级,线性极化电阻增大了约16倍,膜层的耐蚀性明显得到提高。
- 孙乐马颖董海荣安凌云王晟
- 关键词：镁合金微弧氧化硅酸钠成膜性耐蚀性
- 镁合金液相电解渗硫层的制备及性能被引量：1
- 2016年
- 为提高AZ91D镁合金表面的耐蚀与耐磨性能,采用液相电解渗透技术,在硫代硫酸钠体系的电解液中,在其表面制得了一定厚度的渗硫层。采用扫描电子显微镜、电子探针、X-射线衍射仪等设备研究了渗硫层的微观结构及成分,利用电化学工作站和球-块往复式摩擦试验机对其耐蚀性和耐磨性进行表征。结果表明：经过液相等离子体电解渗硫处理后的渗层中出现了MgS、Al2S3等硫化物。与基体相比,渗硫层的耐蚀性和耐磨性均得到了提高,其腐蚀电流减小了1个数量级,极化电阻增大约15倍,摩擦系数降低3～4倍左右。
- 移康英马颖孙乐
- 关键词：镁合金渗硫耐蚀性耐磨性
- 不同电压下制备等厚微弧氧化膜层的能耗及膜层的耐蚀性被引量：1
- 2020年
- 首先对硅酸盐体系中的AZ91D镁合金进行微弧氧化处理,然后通过调节电压制备厚度均为25μm和厚度均为40μm的两组微弧氧化膜层,并针对这两组等厚度膜层的制备时间、能耗、质量厚度比及耐蚀性随电压的变化规律等进行对比研究.结果表明:随着电压的增大,两组等厚度膜层的制备时间均缩短,能耗均降低.相对于厚度均为25μm的膜层,厚度均为40μm的膜层的制备时间更长、能耗更大,同时因40μm膜层较低的致密性,其在氯化钠介质中的耐蚀性较差,但其较厚的厚度使得膜层在硝酸介质中显现出更为优异的耐蚀性能.
- 马颖梁志龙安凌云孙乐王晟王占营
- 关键词：镁合金微弧氧化能耗耐蚀性
- AM60B镁合金微弧氧化膜的电化学腐蚀行为被引量：5
- 2020年
- 在硅酸盐体系中对AM60B镁合金进行微弧氧化处理,采用循环伏安(CV)法、Tafel极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)研究膜层在3.5%NaCl介质中的电化学腐蚀行为.结果表明:AM60B镁合金经微弧氧化处理后,膜层耐蚀性得以显著提高.相比低电压下的膜层,高电压下获得膜层微孔略大,但微孔数量明显较少,厚度显著增加,这使得膜层在整个腐蚀过程中呈现了极强的电阻性和优异的耐蚀能力,甚至测试结束时腐蚀介质仍未渗透至膜基面,而低电压下处理得到的膜层,腐蚀介质已渗透至膜基面且侵蚀了基体.
- 马颖刘金忠安凌云王兴平孙乐王晟
- 关键词：AM60B镁合金微弧氧化
- 不同电压下钼酸钠对镁合金微弧氧化膜的影响被引量：5
- 2018年
- 在硅酸盐体系中添加钼酸钠,对比研究不同电压下钼酸钠对AZ91D镁合金微弧氧化膜层耐蚀性的影响.通过TT260涂层测厚仪、SEM和XRD分别检测了膜层厚度、膜层表面形貌和物相组成.采用点滴和电化学实验评估了膜层的耐蚀性能.结果表明:电解液中加入Na_2MoO_4后,膜层厚度变化不大,膜层点滴耐蚀性有所降低,但电化学耐蚀性呈增加趋势.在高电压下,添加0.42g/L Na_2MoO_4获得的膜层耐蚀性最佳,比低电压下的高约1个数量级,比无添加剂时的高出31倍,比基体高约2个数量级.同时,Na_2MoO_4的加入,可在AZ91D镁合金表面制得棕色系的膜层,起显色作用的物质是MoO2,该物相微溶于HNO3,但在电化学测试的NaCl介质中化学性质稳定,故可根据应用场合进行选择性使用.
- 马颖朱文军安凌云孙乐王晟王宇顺
- 关键词：镁合金钼酸钠耐蚀性
