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汽车用全铝发动机高频peo涂层及其摩擦性能研究

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汽车用全铝发动机高频PEO涂层及其摩擦性能研究

作者：杨刚中北大学

学位级别：硕士

交通出行的需求导致了汽车的大量需求,轻量化成为汽车行业节能减排的最佳选择。压铸铝硅合金是汽车发动机缸体轻量化的首选材料,主要存在硬度低、耐磨性差等不足。为改善铝硅合金表面性能,采用等离子体电解氧化（Plasma Electrolytic Ox... 详细信息

交通出行的需求导致了汽车的大量需求,轻量化成为汽车行业节能减排的最佳选择。压铸铝硅合金是汽车发动机缸体轻量化的首选材料,主要存在硬度低、耐磨性差等不足。为改善铝硅合金表面性能,采用等离子体电解氧化（Plasma Electrolytic Oxidation,简称peo）的新方法,对铝硅合金缸孔内壁表面进行陶瓷化处理,然而,peo工艺中有诸多因素在影响涂层的表面性能,如电解液、电参数、本体材料中的硅含量等,针对这一问题,本文采用正交实验的方法对peo工艺电参数进行研究,优化peo涂层工艺中电参数的设置,并在最优工艺的基础上进行了涂层摩擦性能以及电解液中铈盐对涂层性能影响的探讨。采用正交实验的方法研究peo涂层工艺参数频率、电流密度、正负占空比、正负电流比值对涂层制备过程中负向电压异变以及性能的影响。实验表明:最优参数为频率1400Hz、电流密度8A/dm~2、正占空比30%、负占空比50%、正负电流比值1.15。研究了最优参数制备peo涂层在干摩擦/油润滑状态下,不同速度的摩擦行为。干摩擦情况下,peo摩擦系数会随着转速的不断提高而提高,在干摩擦状态下犁沟效应较为明显,且随着转速的不断增高,磨损量会不断提升,摩擦寿命也会随之降低。油润滑状态下的peo涂层的摩擦系数会随着转速的不断提升而减小,在转速达到1500r/min的时候,摩擦系数会有较大的变化。同时,油润滑状态下涂层的摩擦系数较铸铁的摩擦系数下降30%,表明用涂层替代铸铁缸套是可行的。随着铈盐的不断添加,涂层的结构更加致密。本文在最优参数的条件下,采用在电解液中直接加入硫酸高铈的方式进行铈元素的引入,结果表明,铈盐对peo过程中电压、负向电压异变行为没有明显的影响,在铈盐添加量为0.2g/L的结构最优,达到组织致密,综合性能优良。

关键词： peo涂层铝合金摩擦磨损铈

“链状”等离子体火花放电法制备纯铝单致密peo涂层

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“链状”等离子体火花放电法制备纯铝单致密PEO涂层

GO掺杂对TA1钛合金等离子体电解氧化涂层硬度和耐磨性能的影响

第九届海洋材料与腐蚀防护大会暨第三届钢筋混凝土耐久性与设施服役安全大会

作者：朱丽叶张伟刘海刘磊王福会乔子平赤峰学院化学与生命科学学院赤峰学院内蒙古光电功能材料重点实验室中国科学院金属研究所史昌旭先进材料创新中心广东科学院新材料研究所广东省现代表面工程技术重点实验室沈阳工业大学材料科学与工程学院东北大学材料科学与工程学院材料各向异性与织构重点实验室中国兵器工业第208研究所瞬态冲击科学技术实验室

目的降低铝及其合金上peo涂层中松散层与致密层比例是提高其耐腐蚀性并扩大其在航空航天工业和其他领域应用的关键。方法在整个peo过程中,使用Canon DS126291摄像机监测试片表面的等离子火花放电特征。利用配备有能量色散光谱仪（EDS）... 详细信息

目的降低铝及其合金上peo涂层中松散层与致密层比例是提高其耐腐蚀性并扩大其在航空航天工业和其他领域应用的关键。方法在整个peo过程中,使用Canon DS126291摄像机监测试片表面的等离子火花放电特征。利用配备有能量色散光谱仪（EDS）的扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对peo涂层的微观结构和组成进行了表征。采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱（EIS）研究了纯铝表面peo涂层在3.5wt.%NaCl溶液中的抗腐蚀电化学响应。此外,通过使用拉脱试验来评估不同阶段的涂层结合强度。结果详细描述了peo过程中的等离子体火花放电演变,并首次报道了新型"链状"放电的出现。结果表明,随着等离子体火花放电状态的演变,涂层成分从非晶态AlO转变为晶态γ-AlO和α-AlO相。在"链状"放电下获得的peo涂层的自腐蚀电流密度为8.564×10 A·cm,比没有peo涂层样品的自腐蚀电流密度低五个数量级,且其阻抗模量值更高。因此,表现出更突出的耐腐蚀性。"链状"放电条件下获得的peo涂层的结合强度达到70MPa。此外,高含量的α-AlO将涂层的硬度提高到2000HV。结论"链状"放电促进了单一致密层的形成,孔隙度为2.8%,表现出优异的耐蚀性能。

关键词： "链状"放电 peo涂层单致密层耐蚀性能力学性能

来源： cnki会议评论

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中国体视学与图像分析 2024年第1期29卷 35-44页

作者：张云龙董鑫焱王俊青姜涛翟梓棫李成海郝雪龙牛楚涵张唯一佳木斯大学材料科学与工程学院佳木斯154007 中国航发北京航空材料研究院检测中心北京100095 国家有色金属及电子材料分析测试中心国标(北京)检验认证有限公司北京101407

本研究在掺杂氧化石墨烯(简称“CO”)的硅酸盐电解液中对TA1钛合金进行等离子体电解氧化处理,旨在获得较高硬度的等离子体电解氧化陶瓷涂层(peo)。通过表征涂层的物相组成、表面与截面形貌、粗糙度、显微硬度、摩擦因数以及结合力等参数... 详细信息

本研究在掺杂氧化石墨烯(简称“CO”)的硅酸盐电解液中对TA1钛合金进行等离子体电解氧化处理,旨在获得较高硬度的等离子体电解氧化陶瓷涂层(peo)。通过表征涂层的物相组成、表面与截面形貌、粗糙度、显微硬度、摩擦因数以及结合力等参数,分析了CO浓度对涂层性能的影响。研究结果表明,CO参与涂层的形成过程,能够有效地减小微孔和裂纹尺寸,表面粗糙度降低。涂层厚度虽然略有降低,但致密性显著增加。与未掺杂GO的peo涂层相比,当GO掺杂量为0.6g·L^(-1)时掺杂GO的peo涂层显微硬度提升18.54%,摩擦系数降低84%,临界载荷强度提高32.59%。

关键词： TA钛合金 peo涂层 GO掺杂耐磨性

等离子体电解氧化技术在气吸式马铃薯排种器中的应用

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金属热处理 2016年第8期41卷 138-142页

作者：李紫辉杨苗苑吕金庆李光夏原刘中原李季成杨颖东北农业大学工程学院黑龙江哈尔滨150030 中国科学院力学研究所北京100190 国家马铃薯产业技术体系机械研究室黑龙江哈尔滨150030

装备气吸式排种器的马铃薯播种机作业速度高,株距均匀性好。为了提高气吸排种器配气阀的气密性、耐磨性,采用等离子体电解氧化(peo)技术在表面生成陶瓷层,达到密封、抗磨损、耐腐蚀的目的。在给定的工艺条件下,peo处理后获得的涂层的厚... 详细信息

装备气吸式排种器的马铃薯播种机作业速度高,株距均匀性好。为了提高气吸排种器配气阀的气密性、耐磨性,采用等离子体电解氧化(peo)技术在表面生成陶瓷层,达到密封、抗磨损、耐腐蚀的目的。在给定的工艺条件下,peo处理后获得的涂层的厚度为73μm,显微硬度为959.4 HV0.025。对比摩擦磨损试验结果表明,peo涂层可以显著提高6061铝合金的耐磨性能。经气吸式马铃薯排种器试验台累计150 h运转试验后,装备经peo处理后的配气阀,播种机的重漏播率无明显变化,播种质量稳定。

关键词：气吸式排种器配气阀 peo涂层陶瓷膜摩擦磨损播种质量

AZO改性Y_(2)O_(3)-ZnO-Al_(2)O_(3)热控涂层性能分析

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航天器环境工程 2021年第5期38卷 548-554页

作者：李涛张鹏卢松涛吴晓宏哈尔滨工业大学化工与化学学院哈尔滨150001

为解决铝合金表面液相等离子体电解氧化(peo)涂层(Y_(2)O_(3)-ZnO-Al_(2)O_(3))导电性差而导致的静电效应,对其进行表面改性处理。采用原子层沉积(ALD)技术在铝合金表面peo涂层原位沉积铝掺杂氧化锌(AZO)导电薄膜以提高peo涂层的导电性... 详细信息

为解决铝合金表面液相等离子体电解氧化(peo)涂层(Y_(2)O_(3)-ZnO-Al_(2)O_(3))导电性差而导致的静电效应,对其进行表面改性处理。采用原子层沉积(ALD)技术在铝合金表面peo涂层原位沉积铝掺杂氧化锌(AZO)导电薄膜以提高peo涂层的导电性。对AZO改性peo涂层的相组成和表面微观结构进行分析;对不同沉积温度下所得复合涂层的电阻率、载流子浓度和迁移率,以及沉积前后的热控性能、耐腐蚀性进行测量分析。结果表明:AZO导电薄膜均质连续致密地沉积在peo涂层表面;当沉积温度为150℃时,AZO@Y_(2)O_(3)-ZnO-Al_(2)O_(3)复合涂层的电阻率为1.15×10^(-4)Ω·cm,载流子浓度为1.8×10^(20)cm^(-3),太阳吸收比为0.409,发射率为0.892,且抗电化学腐蚀性能良好,能够满足航天器热控涂层在空间环境应用的技术要求。

关键词：原子层沉积铝掺杂氧化锌 peo涂层热控性能

等离子体电解氧化7075铝合金的干滑动磨损性能及显微组织

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材料保护 2021年第1期54卷 121-126页

作者：施渊吉黎军顽郭训忠于林惠李爽黄浩南京工业职业技术大学机械工程学院江苏南京210046 南京航空航天大学材料科学与技术学院江苏南京210016 上海大学材料科学与工程学院上海200072 河北工业职业技术学院科研处河北石家庄050091

为了提高7075铝合金的表面性能,在硅酸盐-硼酸盐体系的电解液中,基于脉冲恒电压功率模式,采用等离子体电解氧化法(peo)对7075铝合金进行表面处理以提高其表面质量,研究了电参数占空比对peo涂层形貌和磨损性能的影响。采用扫描电子显微... 详细信息

为了提高7075铝合金的表面性能,在硅酸盐-硼酸盐体系的电解液中,基于脉冲恒电压功率模式,采用等离子体电解氧化法(peo)对7075铝合金进行表面处理以提高其表面质量,研究了电参数占空比对peo涂层形貌和磨损性能的影响。采用扫描电子显微镜观察了peo涂层的表面、截面形貌,并进一步通过磨损试验对涂层磨损性能进行了评价。结果表明:peo涂层的显微硬度与耐磨性均随占空比的增加先增大后减小,成分分析表明涂层主要由α-Al2O3和γ-Al2O3组成。

关键词： 7075铝合金等离子体电解氧化 peo涂层占空比显微组织磨损试验摩擦系数