SP700钛合金表面纳米孔结构制备

采用电化学阳极氧化法在SP700钛合金表面制备了纳米多孔结构膜。电解质为含F-离子和不含F-离子的乙二醇溶液体系。研究了低压条件下纳米多孔结构的形成机制。利用EG&GPARM273恒电位仪测量动态电势极化曲线和阳极极化曲线,利用场发射扫描电子显微镜(JSM-6700FESEM)初步表征了自组装纳米孔的形貌和尺寸。分析表明,纳米孔形成的临界电压为2V,F-离子影响着最终纳米孔的孔深和孔壁厚度,导致孔加深和孔壁的减薄。     

钛合金阳极氧化法制备自组装纳米多孔结构薄膜

钛及钛合金在含有F-离子的电解液中阳极氧化,可自组装制备出有序TiO2纳米多孔或纳米管阵列薄膜,这类纳米阵列膜材料具有极大的内比表面积和优异的电子传输性能,可以用作纳米结构制备模板、高灵敏度传感器、染料敏化太阳能电池等。以TLM钛合金为阳极氧化的基片,通过改变阳极氧化电压、钛合金相结构,找到了制备纳米多孔阵列的参数,通过条件试验发现,在恒电压小于30V时,经时效处理的TLM钛合金表面可以制备得到合金元素掺杂的TiO2纳米多孔结构薄膜。     

电压对医用钛合金阳极氧化膜结构和耐蚀性的影响

采用恒压直流电源,在不同阳极电压下,以硫酸型溶液作为电解液对医用 TC4 钛合金试样进行阳极氧化处理,在试样表面制得颜色各异的氧化膜。 分别利用涡流测厚仪测量膜厚,利用扫描电镜观测氧化膜形貌,利用 X 射线衍射仪分析氧化膜的物相。 将氧化后的试样放入 Hank’s 模拟体液中进行浸泡腐蚀测试,利用电化学工作站测试其腐蚀规律;研究阳极电压对氧化膜的颜色、膜厚、表面形貌、物相以及耐腐蚀性的影响。 结果表明:阳极电压会影响氧化膜的颜色、膜厚、表面形貌和物相,氧化膜的耐腐蚀性也随之发生变化。 阳极电压从 15 V 增大到 100 V,氧化膜厚度从 6 μm 增大到 28 μm,氧化膜的耐腐蚀性也有明显提高。 医用钛合金经阳极氧化形成以金红石型和锐钛矿型氧化钛为主要结构的氧化膜。     

钛合金阳极氧化法制备自组装纳米多孔结构薄膜的研究

以TLM钛合金为阳极氧化的基片,通过改变阳极氧化电压、钛合金相结构,找到制备纳米多孔阵列的参数,通过条件试验发现,在恒电压小于30 V时,通过时效处理的TLM钛合金表面可以制备得到TiO2纳米多孔结构薄膜     

固溶处理对β钛合金微弧氧化膜生长过程的影响

目的 在不同固溶热处理工艺的β钛合金上制备微弧氧化膜,研究其在微弧氧化初期的生长特性。方法 对比铸态、750 ℃固溶、850 ℃固溶β钛合金表面微弧氧化初期（0~120 s）氧化膜的厚度、表面形貌、相组成及电化学腐蚀性能变化,研究热处理与膜层特性之间的关系,并分析热处理对氧化膜表面裂纹的产生及膜层生长的影响规律。结果 固溶处理改变了基体合金的相组成,元素分布随之改变,热处理后试样表面更容易起弧。较未热处理试样,氧化时间为120 s时,固溶处理后所获膜层的厚度更薄且致密。微弧氧化膜微观形貌显示,经750 ℃固溶热处理后的试样,在微弧氧化后,其膜层表面裂纹最少。极化曲线显示,750 ℃热处理试样氧化膜的耐蚀性优于850 ℃热处理试样。结论 经过750 ℃固溶处理后的合金试样,由于其元素分布均匀,使得微弧氧化初期放电均匀,更易获得致密的微弧氧化膜,膜层的综合性能较好。     

纳米多孔TiO2膜的晶化处理及其热稳定性研究

通过恒压阳极氧化法在HF酸和CrO3的混合电解液中，在纯钛TAl和钛合金TC4表面分别制备了纳米多孔无定型TiO2膜。研究了TAl和TC4表面无定型TiO2膜在空气中热处理的组织转变过程。TAl试样表面的纳米多孔TiO2膜在250℃左右出现锐钛矿相，480℃左右出现金红石相，在600℃左右锐钛矿相向金红石相的转变基本完成，孔结构在600℃左右基本消失；TC4试样表面的纳米多孔TiO2膜在310℃左右出现锐钛矿相，600℃左右出现金红石相，在680℃左右锐钛相向金红石相的转变基本完成，孔结构在700℃左右基本消失。TC4试样表面的氧化膜所含合金元素Al和V，对上述结晶转变温度和孔结构存在的最高温度的差别存在重要影响。     

阳极氧化Ti_3SiC_2制备纳米孔阵列EI北大核心CSCD

以NH4F和乙二醇为电解液,采用阳极氧化法在Ti_3SiC_2表面制备纳米多孔结构,研究阳极氧化电压、电解液浓度和氧化时间对纳米多孔结构形成的影响。利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对纳米多孔结构进行表征。结果表明:孔径随着氧化电压的升高而增大,且延长氧化时间有利于制备孔径均匀的纳米孔;Ti_3SiC_2试样经阳极氧化后除含有Ti、Si、C元素外,还含有O元素,且以TiO_2的形态存在。     

阳极氧化Ti_3SiC_2制备纳米孔阵列

以NH4F和乙二醇为电解液,采用阳极氧化法在Ti_3SiC_2表面制备纳米多孔结构,研究阳极氧化电压、电解液浓度和氧化时间对纳米多孔结构形成的影响。利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对纳米多孔结构进行表征。结果表明:孔径随着氧化电压的升高而增大,且延长氧化时间有利于制备孔径均匀的纳米孔;Ti_3SiC_2试样经阳极氧化后除含有Ti、Si、C元素外,还含有O元素,且以TiO_2的形态存在。     

电化学脱合金法在FeCrAl纤维毡表面制备纳米自组装结构

为了改善纤维毡对催化剂的粘结强度,降低催化剂中活性组元的用量,采用电化学脱合金法在FeCrAl纤维毡表面制备了连续均匀的纳米多孔结构膜.利用EG&G PAR M273恒电位仪测量动态电势极化曲线和阳极极化曲线,研究了纳米多孔结构的形成机理.结果表明:纳米多孔结构膜形成的临界电压为1.2 V.在此条件下,Al元素和Cr元素被选择溶解,Fe被氧化成纳米结构膜.     

固溶时效处理对BT25y钛合金显微组织及硬度的影响

研究了固溶处理和固溶时效处理对BT25y钛合金组织形态、物相组成和显微硬度的影响。结果表明,锻态组织呈现典型的双态组织特征。试样在相变点T_β之下固溶处理,随着固溶温度的升高,初生α相含量逐渐减少,β转变组织逐渐增多,β转变组织中片层状次生α相的厚度逐渐增大,β相含量逐渐增大。试样在相变点之上固溶处理,初生α相完全消失,显微组织转变为全片层组织。对固溶试样时效处理后,初生α相形态和尺寸变化不明显,β转变组织发生了明显分解。相变点之下固溶试样时效处理后β相含量有所减少,而在相变点之上固溶试样时效处理后β相含量有所增加。试样中片层状β转变组织含量增加与组织细化效应会有效强化两相钛合金,而β相含量提高会软化两相钛合金,与固溶处理试样相比,相变点之下固溶处理的试样时效后的硬度由于β相含量减少和组织细化综合作用而增幅显著,而相变点之上固溶处理的试样时效后硬度由于β相含量增加和组织细化的综合作用呈现少量增加。     

TA2纯钛H3PO4溶液阳极氧化着色膜的表征和电化学分析

利用恒压控制阳极氧化法在H3PO4溶液中于TA2纯钛表面制备了不同颜色的氧化膜,利用扫描电镜、X射线能谱仪、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪分析了着色膜的形貌、成分、物相和价态,使用电化学工作站在Hank’s模拟体液中研究了着色膜的Tafel极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)。结果表明:SEM显示着色膜由一层表面多孔、内层致密的膜层构成;EMAX显示膜层由单一的Ti和O元素构成;XRD和XPS显示膜层主要由Ti4+和O2-组成,呈非晶态TiO2结构;Tafel极化曲线显示随着电压升高,着色膜腐蚀电位正移、腐蚀电流密度下降;EIS显示随着电压升高,着色膜容抗弧半径增大、阻抗值增加,耐腐蚀性提高。     

阳极氧化法制备TiO2膜在模拟深海热液区的耐腐蚀性能

以恒压阳极氧化方法在钛基体上制备TiO₂氧化膜,使用水热釜模拟深海热液区的条件研究其耐腐蚀性能。采用XRD、SEM、接触角测定仪对氧化膜以及腐蚀试样产物进行晶型、表面结构、化学成分和亲疏水性能测定,使用动电位扫描方法对其进行极化曲线测试。结果表明,钛试样和阳极氧化钛试样在模拟深海环境条件下,经过腐蚀反应在表面都生成了一层非致密的TiO₂ 膜,对基体并不能起到保护作用,而阳极氧化生成的致密TiO₂ 膜对基体能够起到很好的保护作用。经腐蚀后钛试样表面有TiH₂相的形成,腐蚀电位负移0.45 V。而阳极氧化钛试样表面没有TiH₂相的形成,且腐蚀电位负移较小,表现出良好的耐腐蚀性能。     

三种无铬封闭方法对铝合金阳极氧化膜耐蚀性的影响

研究了沸水封闭、醋酸镍封闭和电压加载下己二酸铵封闭对LY12铝合金阳极氧化膜耐蚀性的影响。通过场发射扫描电镜（FE-SEM）和电化学阻抗谱（EIS）对三种无铬封闭方法处理后铝合金阳极氧化膜的表面微观形貌和耐蚀性进行了研究。结果表明：封闭处理可以有效地闭合阳极氧化膜的微孔,提高氧化膜耐腐蚀性能。电压加载下己二酸铵封闭可以有效缓解氧化膜的腐蚀。三种无铬封闭方法处理后的氧化膜耐腐蚀性能从小到大依次为：沸水封闭,醋酸镍封闭,电压加载下己二酸铵封闭。     

钛合金表面离子束增强沉积膜层的环境适应性和接触相容性

利用离子束增强沉积技术在钛合金表面制备CrN硬质抗磨层和CuNiln固体润滑膜层。通过电化学测试技术对比研究了膜层和钛合金基材在含Cl介质中的抗蚀性能和接触腐蚀敏感性，利用高温静态氧化方法评价了膜层的抗氧化性能。结果表明：(1)CuNiln膜层耐电化学腐蚀性能和抗氧化性能显著优于Cu，在含Cl介质中与钛合金接触相容。(2)在含Cl水溶液中，CrN膜层耐蚀性好，与钛合金接触相容；在HCl HF混合酸中，CrN膜耐蚀性能远优于钛合金；抗氧化性能优于Ti。     

非恒温电解液中AA5083Al-Mg合金阳极氧化膜的制备及其耐蚀性

采用硼酸-硫酸-草酸电解液在铝合金表面制备有序多孔层,研究阳极氧化过程中电流随时间的变化,分析界面反应并计算膜层的生长效率。采用扫描电子显微镜、交流阻抗和动电位极化曲线研究膜层的微结构及其在不同温度环境下的耐蚀性。结果表明：在氧化层界面双离子层浓度的增大有利于提高膜层的生长效率。所制备的阳极氧化膜厚度为8-9μm,孔径为10-14 nm,膜层的微观形貌受金属基体组织结构的影响较大。在沸水封闭后膜层为分层结构,表面呈细片状。氧化膜层封闭后能够明显降低试样的自腐蚀电流密度,且耐蚀性随着环境温度的升高而具有更好的稳定性。     

The effects of spark anodizing treatment of pure titanium metals and titanium alloys on corrosion characteristics

This study evaluated the surface characteristics of oxide films on commercially pure titanium metals (CP-Ti; Grade 2 and Grade 3) and titanium alloy (Ti6Al4V and Ti6Al7Nb) samples formed by an anodic oxidation treatment, and investigated the effects of anodization on the corrosion characteristics. FE-SEM, XRD, and Raman spectroscopy were used to evaluate the micromorphology and crystalline structure of the oxide films. The corrosion resistance of the sample groups was evaluated using open-circuit potential and cyclic polarization tests. After anodic oxidation up to dielectric breakdown with the same electric current, 150-200 nm-sized pores were distributed homogeneously on pure titanium metal samples, partially occluded pores were observed on the Ti6Al4V alloy, and there was an inhomogeneous size and distribution of pores on the Ti6Al7Nb alloy. The titanium dioxide films formed through anodic oxidation contained a phase mixture of anatase and rutile. The cyclic polarization tests showed that all the tested sample groups were not susceptible to localized corrosion. The as-received and anodically oxidized CP-Ti grade 3 groups showed a higher corrosion resistance than the other groups. The mean E_corr values of the anodically oxidized sample groups, except for the anodized Ti6Al7Nb alloy, showed higher values than those of the respective as-received sample groups. In particular, the Ti6AL7Nb alloy showed a statistically higher E_corr value in the anodized group than in the as-received group (p < 0.05).     

Corrosion Performance of Anodized AZ91D Magnesium Alloy: Effect of the Anodizing Potential on the Film Structure and Corrosion Behavior

Die-cast AZ91D magnesium alloy samples have been submitted for anodizing at different potentials. Anodizing was conducted in an environmentally friendly solution which comprised 3 M KOH + 1 M Na₂SiO₃ at room temperature. The surface treatment was performed electrolytically at four different potentials: 3, 5, 8, and 10 V. The corrosion resistance was evaluated by electrochemical impedance spectroscopy and potentiodynamic polarization curves obtained after 7 days of immersion in a 3.5 wt.% NaCl solution at room temperature. The porosity of the anodic films was estimated by means of the linear polarization method. SEM images revealed that the surface oxide was thicker for the anodic films obtained at 3 and 5 V. The films obtained at these potentials were more porous than those formed at 8 and 10 V. The results showed that the thickness of the anodic film had a significant effect on the corrosion behavior of the AZ91D, whereas the influence of the initial porosity was not significant.     

Stability of protective oxide films formed on a porous titanium

Porous titanium has mechanical advantages over its solid counterpart, especially for use in surgical implants, however, its corrosion resistance is not as good. The relative stability of various oxide films on both porous and solid titanium was thus investigates. The point of initial failure of the oxide films on porous titanium was found to be within the depths of the pores. It is also postulated that galvanic coupling to the outer surface, via a mechanism akin to crevice corrosion, may promote the rapid dissolution in the pores. Preliminary, results suggest that thermal oxides offer better corrosion protection to porous titanium than anodic oxides.     

EIS characterisation of Ti anodic oxide porous films formed using modulated potential

Titanium, due to its excellent corrosion resistance, good mechanical properties and biocompatibility has been employed in many fields, such as in biomedical and dental implants. A passive oxide film formed on titanium surface is responsible for its high corrosion resistance. In the present study, oxide films were grown on titanium surface employing an anodising procedure using modulated potential, in a hydrofluoric acid solution. Electrochemical impedance spectroscopy was used to study the electrochemical behaviour of anodised Ti surface in a NaCl solution. The dependence of oxide film characteristics on forming conditions was analysed employing equivalent circuits. Samples were observed by scanning electron microscopy, in Jeol-JSM-5900LV microscope of the LME/LNLS, Campinas. It was observed that final anodising potential has an influence on the porous layer film morphology and that the anodising procedure with the chosen solution produces a double layer porous anodic film.