7A04铝合金锻件材料组织对阳极氧化的影响
韩磊;彭江涛;王建刚;郭锐;王帅东;[目的]7A04铝合金锻件常用于航空航天领域的主承力结构中，硫酸阳极氧化是其常用的表面处理工艺，研究锻件材料本身的组织对阳极氧化的影响对指导生产有重要意义。[方法]7A04接头零件锻件机加工完成后进行碱洗和阳极氧化表面处理，对零件材料组织及表面阳极氧化层进行宏观和微观观察，并开展能谱和金相分析，考察了基材的显微硬度和阳极氧化膜的厚度。[结果]经不同方式锻造后的零件两端在完成阳极氧化处理后的膜层颜色不同，一端为正常的黄色，另一端出现异常黑斑。在零件自由锻造过程中，变形量小、锻造速率高的部分位置材料晶粒未得到充分细化，对力学性能造成一定影响，也致使阳极氧化前处理碱洗后接头两端的表面平整度不同，因此最终形成的阳极氧化膜层的平整度不同，对光的反射及散射存在差异，从而导致颜色不同。然而黑斑位置的阳极氧化膜层同样致密连续，只是厚度略小，仍可起到一定的保护作用。[结论]7A04铝合金在自由锻造过程中应保证变形量、锻造速率及冷锻量符合要求，使材料组织得以充分均匀细化，才能保证阳极氧化表面处理品质及力学性能满足工程应用的要求。
铝合金表面碱性硅烷化处理对陶瓷涂层附着力的影响及其机理研究
卢嘉华;林英杰;[目的]探讨碱性硅烷化处理对铝合金炊具表面陶瓷不粘涂层附着力的影响及其机理。[方法]以3003铝合金为基材，在含硅溶胶和甲基三甲氧基硅烷的溶液中进行硅烷化处理，测量其后喷涂的陶瓷不粘涂层的附着力，采用傅里叶变换红外光谱仪、扫描电镜和能谱仪研究其化学结构和表面形貌。[结果]碱性硅烷化可以在3003铝合金表面形成一层很薄的表面处理膜，它可以明显提高基材与陶瓷不粘涂层之间的结合力。[结论]基材与处理膜的界面生成了大量的Al─O─Si键，处理膜与陶瓷涂层的界面也生成了大量的Al─O─Si和Si─O─Si键，这些化学键的键合作用提高了陶瓷不粘涂层在3003铝基材上的附着力。
2A97铝锂合金防护涂层在严苛海洋环境下的老化行为研究
贾静焕;李钊;詹中伟;骆晨;赵明亮;[目的]研究2A97铝锂合金有机防护涂层在南海严苛海洋大气环境下的耐久性，为其在航空装备中的涂层选材与应用提供数据支持。[方法]通过户外曝露试验，结合宏观与微观形貌观察、光泽度与色差统计、电化学阻抗谱(EIS)分析，研究了经硫酸阳极氧化与环氧底漆涂层联合防护处理的铝锂合金试样在南海海洋大气环境中曝露0.5～2.0 a后的老化行为。[结果]随曝露时间延长，涂层表面微坑数量与面积持续增加，失光率和色差显著上升，低频阻抗模值下降。[结论]2A97铝锂合金表面硫酸阳极氧化+环氧底漆在南海严苛海洋大气环境中曝露2.0 a内涂层逐渐发生老化，主要由涂层中亲水基团的水解降解与光降解共同引起。
镁合金表面ZIF-90/PA复合涂层的制备及性能
刘伟;王少冲;纪茜;[目的]通过表面改性技术来改善AZ31B镁合金的耐蚀性及抗菌性。[方法]以溶剂热法在硅烷化AZ31B镁合金表面制备了一种含锌离子的沸石咪唑酯骨架材料涂层ZIF-90，随后通过植酸(PA)化学转化制得ZIF-90/PA复合涂层。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析了涂层的表面形貌和组织结构，通过电化学测量及析氢实验考察了涂层镁合金在模拟体液(SBF)中的耐腐蚀性能。采用金黄色葡萄球菌测试了涂层镁合金的抗菌性能。[结果]成功在AZ31B镁合金表面合成了ZIF-90/PA复合涂层。相比于PA涂层镁合金，ZIF-90/PA复合涂层镁合金在SBF中的容抗弧半径明显增大，腐蚀电流降低了1个数量级，腐蚀电位正移了0.217 V，析氢量明显降低，抗菌率由25.3%提高到98.2%。[结论]相较于单一的PA涂层，得益于较厚的涂层结构、致密的表面转化膜、良好的结合力，以及锌离子的抗菌作用，ZIF-90/PA复合涂层拥有更好的耐蚀性及抗菌性。
AZ91D镁合金表面MAO/Mg–Al LDH复合涂层的结构及性能研究
徐丽萍;胡胜波;毛杰;[目的]为提高AZ91D镁合金的耐腐蚀性能，研究在其表面构建微弧氧化/层状双金属氢氧化物(MAO/Mg–Al LDH)复合涂层的可行性及防护效果。[方法]先对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理，然后采用水热法在MAO涂层上原位生成Mg–Al LDH涂层。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)表征复合涂层的物相组成、化学结构与微观形貌，通过动电位极化曲线与电化学阻抗谱测试检测其耐蚀性。[结果]MAO/Mg–Al LDH复合涂层表面呈均匀致密的纳米片状结构，对MAO涂层的微孔和裂纹起到很好的封闭作用。与MAO涂层相比，复合涂层的腐蚀电位正移100 mV，腐蚀电流密度降低近1个数量级，总阻抗提高23.5倍，表现出更优异的耐腐蚀性能。[结论]本工艺制备的MAO/Mg–Al LDH复合涂层能够显著提升基体的腐蚀防护能力，这为镁合金表面防护提供了有效的技术途径。
骨科内植物表面纳米织构吸附能力建模及电化学加工方法
史筱红;李政伟;孙铁伟;张鹏浩;高相胜;[目的]骨科内植物经常用于骨科疾病的治疗中。本文旨在总结内植物表面纳米织构吸附能力的建模方法及电化学加工技术的研究进展，为开发高结合性能的植入体表面提供参考。[方法]综述了骨科内植物表面织构吸附能力的建模方法，并概述了阳极氧化、微弧氧化、电化学压印光刻、原子层沉积等电化学加工技术在骨科内植物表面纳米织构制备中的应用。[结果]通过建模分析可从分子到宏观尺度揭示蛋白吸附机制与表面形貌、电荷分布之间的关系。电化学加工技术能够在钛等金属表面构建不同形貌的纳米结构，有效提高内植物表面的抗菌性、耐蚀性和生物相容性，从而增强骨结合能力。[结论]骨科内植物表面纳米织构电化学加工制备技术及其吸附能力建模能够突破传统骨科内植物设计和工艺的限制，其应用有利于推动骨科内植物的升级换代。
咪唑类缓蚀剂在PCB铜互连线路蚀刻中的作用机制及性能研究
黎钦源;彭镜辉;梁少荣;田玲;杨雪;王小丽;刘厚文;陈苑明;[目的]为满足印制电路板(PCB)铜互连线路超细化制造对种子层精密蚀刻控制的需求，开发能够有效抑制侧蚀、提升线路质量的新型酸性蚀刻液体系至关重要。[方法]选取单独含有或同时含有杂原子、苯环、咪唑环等活性吸附中心的3种咪唑类缓蚀剂分子(咪唑、5-甲基苯并咪唑和5-甲氧基苯并咪唑)添加到酸性蚀刻液中。采用量子化学计算、分子动力学模拟和电化学测试，研究了咪唑类缓蚀剂的吸附机理及缓蚀效果。[结果]缓蚀剂分子通过O、N原子及苯环C原子作为活性中心，以平行吸附构型稳定吸附于Cu(111)面，其中5-甲氧基苯并咪唑的吸附能最低(-43.71 kcal/mol)。电化学测试结果表明，3种缓蚀剂均为以抑制阳极过程为主的混合型缓蚀剂。5-甲氧基苯并咪唑表现出最佳的缓蚀性能，缓蚀效率达40.88%，在制备线宽25μm、线距25μm的铜互连线路时的蚀刻因子可达11.53。[结论] 5-甲氧基苯并咪唑可有效抑制酸性蚀刻液对铜的腐蚀作用，提升铜互连线路的蚀刻因子。
铜栅异质结电池中种子层侧蚀现象的机制探究与改善策略研究进展
周敏杰;王旭生;章金兵;[目的]针对异质结(HJT)太阳电池铜栅技术中种子层湿法刻蚀诱发的微米级底切缺陷(1～3μm)对器件可靠性的制约，系统综述其形成机制与解决策略。[方法]通过剖析底切效应的电化学动力学根源(扩散传质-反应活化能-局部电场协同作用)，对比主流酸性刻蚀体系(H_2O2、过硫酸盐、过硫酸氢钾复合盐)的性能瓶颈，并评述缓蚀剂对形貌调控的作用机制。[结果]底切会导致铜栅/透明导电氧化物薄膜(TCO)界面结合强度下降(接触面积缩减10%～15%，应力集中系数提高3～4倍)与接触电阻上升，致使填充因子与短路电流密度显著劣化。过硫酸氢钾复合盐体系凭借抗Cu2+催化分解能力(刻蚀速率0.7～1.0μm/min)及工艺稳定性，优于传统体系。有机缓蚀剂(如苯并三氮唑、2-巯基苯并噻唑等)可通过选择性吸附将蚀刻因子提升至4.0～7.5，有效抑制横向刻蚀。[结论]基于缓蚀剂的功能化刻蚀液设计为平衡栅线形貌精度与界面电接触特性提供了新路径。未来需突破缓蚀剂长效稳定性及界面残留控制等关键技术瓶颈，以推动铜栅异质结电池产业化进程。
碳酸银体系无氰镀银的电沉积行为与工艺优化
敖天近;曹俊斌;赵健伟;[目的]扩展无氰镀银工艺的工作窗口，提升其镀液及镀层的综合性能是无氰镀银工艺研究的长期目标。[方法]采用循环伏安法(CV)和计时电流法(CA)，分析了不同温度下以碳酸银为主盐的无氰镀银体系中银的电沉积行为及其成核机理。通过铜库仑计法和远近阴极法研究了温度和电流密度对电流效率和镀液分散能力的影响，并考察了不同温度和电流密度下镀层的光泽度、白度、显微硬度和微观组织结构。[结果]碳酸银体系中银的电沉积过程不可逆，以连续成核为主，随温度升高而逐渐偏离该机制。推荐的电镀银工艺窗口为：温度25～35°C，电流密度1.0～3.0 A/dm2，温度和电流密度分别为(30±2)°C和(2.0±0.2) A/dm2时最佳。该体系的电流效率高于90%，分散能力为75%～100%，所得Ag镀层的整体性能较佳：显微硬度80～90 HV，光泽度200～400 GU，白度22～40 Wb，晶面择优取向为(111)，晶粒尺寸为34.0～46.0 nm，结构细致均匀。[结论]本文研究的碳酸银体系无氰镀银工艺展现出良好的稳定性和可重复性，能够满足工业化生产的需求，同时避免了传统氰化物镀银工艺的环境污染风险，可为绿色电镀技术的发展提供新的解决方案。
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