2198铝合金硫酸-己二酸阳极氧化膜耐蚀性

以2198铝-锂合金为研究对象,在硫酸-己二酸电解质溶液中进行阳极氧化,并对氧化后的试样进行沸水封闭处理。采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和原子力显微镜(AFM)对氧化膜的表面和截面的形貌进行观察。通过电化学阻抗谱(EIS)、塔菲尔(Tafel)曲线和浸泡实验来分析阳极氧化膜的耐蚀性能。结果表明铝-锂合金在阳极氧化过程中由于含铜合金相的影响,形成的氧化膜孔洞不完整出现连通现象;电化学测试结果表明封闭之后的氧化膜的耐蚀性明显提高,并且随着浸泡时间的延长拟合等效电路发生改变,同时多孔层和阻挡层的阻抗值在降低,说明在浸泡的过程中氧化膜的结构发生改变,耐蚀性降低。      

H2O对空间站5A分子筛CO2去除性能影响

为进一步研究分子筛CO2去除系统应用于空间站的工作可靠性和鲁棒性,针对空间站4床分子筛(4-BMS)系统中可能出现的湿度失效保护问题展开了实验研究.测试了两种载人航天分子筛材料TC-5A与PSA-5A,研究了不同相对湿度对CO2吸附性能的影响;比较了相同湿度条件下,进口气体CO2浓度、粒径及吸附温度的变化对分子筛吸附CO2性能的影响,采用不同实验方法探究了H2O和CO2在两种分子筛材料中的竞争吸附关系.结果表明:PSA-5A吸附CO2性能优于TC-5A,但对H2O的吸附率略低于TC-5A.H2O的存在对分子筛吸附CO2影响非常大,空气中相对湿度达到60%时,分子筛基本失去了吸附CO2的能力.此外,温度升高会造成CO2的吸附量显著下降,但对H2O的吸附量影响相对较小,尤其是当相对湿度较高时.这对中国未来长期运行的空间站分子筛CO2去除系统工作有效性与工作鲁棒性的评价具有指导意义.     

氧化膏处理对2024-T3铝合金表面性能的影响

针对铝合金蒙皮表面涂层修复对基材局部现场氧化处理的需求,研究了膏状氧化材料的调制方法,并探讨了氧化膏在2024-T3铝合金表面的成膜性能。通过扫描电镜、能谱、体视显微镜、点滴、电化学、接触角测试以及拉伸剪切实验考察了氧化膜的形貌和组成、耐蚀性能及粘接性能。实验表明,室温下铝合金表面经氧化膏处理后可快速生成氧化膜,膜层具有一定的微观孔洞结构,主要包含Al、F、Cr、O等元素;膜层耐蚀性与阿洛丁氧化液处理效果相近,与未氧化试样相比腐蚀电压由-0.898 V升至-0.880 V,腐蚀电流密度由2.582×10~(-5)A/cm~2降至3.334×10~(-7)A/cm~2,阻抗值由1.556×10~3Ω/cm~2增至1.347×10~5Ω/cm~2;表面自由能和粘附功分别由32.7 m J/cm~2和36.3 m J提高到55.7 m J/cm~2和109.7 m J,拉伸剪切强度由11.7 MPa提升为15.0 MPa,结果表明氧化膜的形貌和组成有助于获得更好的界面结合力并改善基材的粘接性能。     

LY12CZ铝合金的己二酸硫酸阳极氧化

通过向硫酸阳极氧化槽液中添加己二酸,研究了LY12CZ铝合金的己二酸硫酸阳极氧化,并与传统硫酸阳极氧化进行了对比.采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对两种阳极氧化膜的微观形貌进行了观察,用电化学阻抗谱(EIS)对比研究了两种氧化膜的电化学特性参数及耐腐蚀性能,采用万能力学实验机对阳极氧化后LY12CZ板材试样进行疲劳寿命测试比较.结果表明,与传统硫酸阳极氧化膜相比,己二酸硫酸阳极氧化膜具有更小的孔洞结构和更少的缺陷,在腐蚀环境中有更好的稳定性和耐腐蚀性能,对铝合金试样的疲劳损伤也大大减弱,并对机理进行了初步探讨.     

组合材料芯片技术应用及Zn-Al合金镀层材料优选

基于组合材料芯片技术原理,通过离子束溅射方法,在低碳钢基片上快速制备了全组份范围的二元Zn-Al薄膜材料样品库,研究了不同热处理条件对薄膜组份互扩散过程的影响.使用XRD及EDS等手段表征薄膜的成分和结构,并采用原子力显微镜和透射电了显微镜观察形貌;使用纳米压痕仪测试材料芯片样品的压痕硬度和弹性模量;使用电化学方法测试平衡电位和极化电阻.在获得薄膜材料样品组成-结构-性能(力学性能和耐腐蚀性能)关联特性的基础上,对具有良好力学性能和耐腐蚀性能的二元Zn-A1合金镀层材料提出了成分设计和优化方案,即选择兼具良好力学性能和耐蚀性能的Al-Zn镀层材料,成分配比应控制为约30at%Zn含量.     

LY12CZ铝合金的代铬酸快速阳极氧化技术

通过在45 g/L的硫酸溶液中添加有机酸添加剂及快速成膜缓冲剂,以15~25 V的梯度电压方式对LY12CZ铝合金进行阳极氧化处理,获得一种代替铬酸阳极氧化、硼酸-硫酸阳极氧化工艺的铝合金新型环保快速阳极氧化工艺.对获得的氧化膜进行场发射扫描电子显微镜观察、耐点滴腐蚀试验、膜重试验以及疲劳性能测试.结果表明:有机酸、缓冲添加剂在铝合金硫酸阳极氧化成膜过程中可以缓冲硫酸对膜层的溶解,提高氧化膜层的致密性和耐腐蚀性能,同时降低了氧化过程对铝合金基体的疲劳损伤;另外,在15 V电压下氧化5 min再在25 V电压下氧化5 min,获得的氧化膜层性能与硼酸-硫酸工艺条件下15 V电压氧化20 min所获得的膜层性能相当,其中的有机酸添加剂为YP添加剂,快速成膜缓冲剂为YJ缓冲剂.     

氯离子和温度对铝合金在冷却液中腐蚀的影响

分别采用了动电位极化法、电化学阻抗法研究了不同温度下、不同氯离子浓度下防锈铝在模拟冷却液中的腐蚀行为,采用金相显微镜和扫描电镜对极化后防锈铝的表面特征进行了观察和记录。结果表明,氯离子吸附在防锈铝氧化膜表面,对氧化膜表面造成破坏。在一定温度下（30℃）,当氯离子浓度超过0.01mol/L时,中间产物吸附作用就会增强,阻抗谱中低频区出现感抗弧,点蚀萌生。随着氯离子浓度增高（超过0.01mol/L）,防锈铝的腐蚀加剧,耐腐蚀性能下降。随着温度的升高,阴极和阳极反应阻力变小,阳极金属铝的溶解和阴极氧还原速度增大,腐蚀速度增大。温度升高的同时,溶解氧含量下降,阴极反应受到抑制。与此同时扩散过程在整个腐蚀反应过程中的支配性降低,中间产物在氧化膜表面的吸附作用增强,从而导致低频容抗弧的出现。温度对点蚀形貌的影响主要体现在影响单个点蚀坑的几何大小,促进点蚀坑的生长。      

W掺杂对TiO2中氧空位形成能的影响

为研究Ti合金中常用的基体强化元素W对合金抗氧化性的作用,利用第一性原理方法计算了W掺杂对Ti合金氧化产物金红石TiO₂中氧空位形成能的影响。计算发现,W可以显著增大其近邻位置的氧空位的形成能,使其增大将近0.7 eV,这将有效抑制氧空位的产生以及环境中氧的渗透,对Ti合金的抗氧化性是有益的。同时研究了2个氧空位组成的不同构型的空位对,发现W同样可以增大氧空位对的形成能,但增加的数值平均到每个氧空位只有0.2 eV,即随着氧化的加剧和氧空位浓度的增加,W对抗氧化性能提高的效果减弱。电子态密度分析表明,对于不同构型的氧空位对,体系内的未配对电子分布在不同的能级水平,这导致了不同的空位形成能。     

高强度铝合金中氢传输的研究

采用化学镀镍层作为铝合金LC4上防护层,应用电化学氢渗透技术研究了氢在LC4中的静态传输规律以及在不同热处理状态下,氢在LC4中的传输对其应力腐蚀敏感性的影响。实验结果表明:常温下氢在LC4中的静态传输是以扩散为控制步骤的过程。氢扩散系数为10~(-9)cm~2·s~(-1)数量级,为同条件下氢在纯铝中扩散系数的四分之一;LC4材料的DCB试样在常温下的3.5％NaCl溶液中的应力腐蚀断裂不遵循氢脆机理。     

Involvement of nitric oxide in the mechanism of biochemical alterations induced by simulated microgravity in Microcystis aeruginosa

Simulated microgravity (SMG) can inhibit proliferation and enhance microcystin production of Microcystis aeruginosa. We investigated the role of nitric oxide (NO) in regulating the SMG induced changes of proliferation, photochemical system II photochemical activity, pigment, soluble protein and microcystin production in M. aeruginosa. M. aeruginosa was exposed to 0.1 mM sodium nitroprusside (SNP, NO donor) or 0.02 mM 2-(4-carboxyphenyl)-4, 4, 5, 5-tetramethylimidazoline-1-oxyl-3-oxide (c-PTIO, NO scavenger) alone or in combination with SMG for 48 h. SMG and SNP inhibited the growth of M. aeruginosa while c-PTIO had no effect on cell number. As to yield, the negative effect of SMG was augmented by SNP and suppressed by c-PTIO. The intracellular concentrations of chlorophyll a, carotenoid, phycocyanin, soluble protein and microcystin were increased by SMG after 48 h. The effects of SMG on these metabolic processes could be enhanced by SNP and be partly eliminated by c-PTIO. Moreover, SNP and c-PTIO only functioned in these biochemical processes under SMG, unlike in the regulation of cell proliferation and yield. These results showed that the effects of SMG could be enhanced by adding exogenous NO and be mitigated by scavenging endogenous NO, revealing the involvement of NO in the changes in biochemistry processes induced by SMG in M. aeruginosa.