硫酸浓度对多孔氧化铝膜的影响

在H2SO4电解液中对高纯铝箔进行阳极氧化,考察分析了电解液浓度对多孔阳极氧化铝膜的影响,结果表明:随硫酸电解液浓度的增加,纳米孔孔径逐渐增大,孔密度降低,孔的有序性先提高后降低;采用23 V直流电压进行阳极氧化,电解液浓度为0.6~1.0 mol/L时制得的氧化铝膜孔径均匀性及有序度均较好,尤其以0.8 mol/L H2SO4最佳;阳极氧化铝膜的厚度随电解液浓度的提高而增大;电解液浓度过高易于将铝箔快速击穿。     

粉末冶金Ti-Al合金表面多孔氧化膜的制备

以含CrO3的氢氟酸水溶液为电解液,采用阳极氧化法于粉末冶金Ti-Al合金表面制备多孔氧化膜。采用场发射扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)对多孔氧化膜的形貌和结构进行分析,研究电解液各组份及浓度、阳极氧化电压对多孔氧化膜的影响规律,并利用电化学测试技术探讨多孔氧化膜的成膜机理。结果表明:合金在不含CrO3的HF电解液中阳极氧化不能获得多孔氧化膜,而是发生严重的腐蚀溶解。电解液中HF浓度和电压均影响氧化膜的形貌,在HF含量为0.2%时可获得规则的多孔氧化膜,孔径在50nm左右;当氧化电压为10V时形成的多孔氧化膜规则性较好,电压增大时多孔氧化膜结构遭到破坏。氧化膜中主要含有无定型的TiO2、Al2O3以及少量晶态的Ti2O、单质Al。多孔氧化膜的生长过程包括阻挡层的形成、多孔氧化膜的初始形成和多孔氧化膜的稳定生长3个阶段。     

TC4钛合金阳极氧化及其PTFE复合涂膜耐摩擦磨损性能研究

研究了TC4钛合金阳极氧化及与PTFE制备的复合涂膜的耐摩擦磨损性能,结果表明,采用恒电位阳极氧化法,在H2 SO4电解液体系中影响TC4钛合金氧化多孔膜孔径尺寸、均匀性及膜厚的主要因素是H2 SO4浓度、氧化电压和温度;时间对膜孔影响较小,氧化到一定时间后膜厚不再增大;当H2 SO4浓度为0.5~0.8 mol/L、电压120~130 V、温度-5~5℃条件下,氧化120 min,膜厚约为12μm,孔径约150~400 nm,膜孔分布均匀;试验结果表明,钛合金阳极氧化-PTFE复合涂层摩擦系数约为0.22,而TC4钛合金基体摩擦系数约为0.44,比钛合金基体降低了约50%,磨损量比TC4钛合金基体降低约70%,显著提高了自润滑减摩、耐磨性能.     

TiO_2纳米管的制备及其性能研究

为使钛基金属适宜人体的植入环境,提高润湿性及耐腐蚀性。以NH4F和乙二醇溶液为电解液,在25 V直流电压下,采用阳极氧化法在钛片表面制备Ti O2纳米管,系统研究阳极氧化时间对Ti O2纳米管形貌、物相组成、润湿性及耐腐蚀性的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)表征Ti O2纳米管的形貌和物相组成。利用接触角测量仪测试试样的水接触角。利用动电位极化曲线研究试样的耐腐蚀性。结果表明:当氧化时间为2h时,钛表面出现高度有序的Ti O2纳米管,孔径范围大约在30~40 nm,孔壁厚约为20 nm;钛片与水的接触角较小约为28.8°,润湿性较好;自腐蚀电压为0.145 V,比纯钛提高约34%,自腐蚀电流约为0.468μA/cm2,腐蚀电阻Rp约为1.023×105Ω/cm2,显著提高了耐腐蚀性。     

醋酸处理对微弧氧化TiO2膜光催化大红染料的影响

以磷酸钠为电解液,采用微弧氧化技术在钛网上直接制备TiO2膜,利用醋酸浸渍方法对该膜表面进行修饰处理,利用XRD、SEM、EDX对微弧氧化膜表面形貌和成分进行分析.结果表明：在300～320 V电压下微弧氧化TiO2膜主要由钛和锐钛矿TiO2组成,在电解时TiO2膜表面有钠离子的沉积,形成光生电子-空穴复合中心,微弧氧化TiO2膜的光催化性能较差;醋酸浸渍可以减少微弧氧化TiO2膜表面钠的含量,改善膜的光催化性能,大红染料废水的光催化降解率由15%提高到33.6%.     

阳极氧化Ti-6Al-4V合金表面TiO_2多孔膜的制备及研究

在一定浓度的H_2SO_4溶液中对Ti-6Al-4V合金表面进行阳极氧化处理,通过改变阳极氧化处理的电压、氧化时间和电解液浓度,研究了预处理工艺参数对钛合金表面形貌、物相、润湿性及粗糙度的影响.试验结果表明:钛合金经过阳极氧化处理后,表面出现了二氧化钛(TiO_2)纳米多孔结构,多孔氧化膜由锐钛矿型和金红石型TiO_2组成;在0.5mol·L~(-1)H_2SO_4溶液中,随着阳极氧化电压的增加,多孔膜的孔径逐渐增大,基体表面与模拟体液(SBF)的接触角明显降低,经120V氧化处理的试样表面接触角由预处理前的52.8°降至16.9°左右,具有良好的润湿性;并且试样表面的粗糙度明显增加,在电压为120V时粗糙度达到0.56μm.在电压120 V时,随着阳极氧化时间或电解液浓度的增加,TiO_2多孔膜的含量和孔径尺寸逐渐增大,试样表面的润湿性和粗糙度也不断增加,在氧化时间10 min或电解液浓度0.5 mol·L~(-1)时达到最大,氧化时间大于10 min或电解液浓度高于0.5 mol·L~(-1)时,试样表面出现裂纹,多孔结构被破坏.     

8030铝合金常温硬质氧化工艺及性能研究

文章选用一定浓度的硫酸、酒石酸、草酸作为阳极氧化电解液,通过控制电解液配比、电流密度等参数,成功开发出铝合金常温硬质氧化工艺。该工艺下,电解液温度控制在15～20℃可制备合格硬质氧化膜。膜层耐蚀性好,中性盐雾试验1 200 h未出现点腐蚀,磷铬酸失重实验失重指标为3.4 mg/dm²。硬度较高,显微硬度测试结果为489 HV,与硫酸硬质氧化膜硬度接近,远高于普通阳极氧化膜硬度。     

钛箔表面二氧化钛纳米管的可控制备研究

采用电化学阳极氧化法在金属钛箔表面制得了二氧化钛纳米管,通过调整阳极氧化电压和时间,控制纳米管的管径及管壁尺寸,采用扫描电镜(SEM)观察了不同制备条件下得到TiO2纳米管阵列的微观形貌,考察了氧化电压及时间对纳米管TiO2纳米管阵列形貌的影响;利用热处理工艺调整二氧化钛纳米管的晶型,通过X射线衍射仪(XRD)对样品晶型进行了表征.结果 表明,以0.5％氟化铵的乙二醇水溶液作为电解液,在40 V电压下氧化30 min,得到的TiO2纳米管整齐有序;经过450℃热处理2h,TiO2纳米管晶型由无定型态转变为锐钛矿型TiO2,纳米管出现小部分坍塌.     

工业纯钛TA2的氧化行为研究

研究了工业纯钛TA2在650~1 000℃的氧化行为。结果表明:低于800℃,氧化比较平缓,氧化6 h氧化膜未有脱落现象。高于800℃,则氧化比较剧烈;超过30 min,氧化膜就剥脱。氧化层结构由氧化层与氧扩散层组成,氧化层为钛的多种氧化物组成的混合物,呈多孔状,性脆易脱落;而氧扩散层为氧溶入钛的固溶体,性脆,与基体结合比较紧密,不易剥落。XRD分析表明氧化层的物相主要为TiO2以及TiO0.325、TiO0.48等低价的钛氧化物。     

草酸阳极氧化工艺研究

针对纯草酸和草酸-硫酸混合酸两种电解液,使用不同氧化工艺制备氧化膜,观察其成膜效果。在检测膜层质量、寻找最佳工艺,并进行SEM扫描对比的基础上,分析了其性能不同的原因。结果表明:纯草酸氧化时,在浓度30~40g/L,氧化电压50V,电流密度4~5A/dm~2条件下,成膜效果最佳;膜层呈现黄偏棕色且硬度较高,耐蚀性好,但电解液稳定性较差。草酸-硫酸混合酸氧化时,电解液20~30g/L(草酸)+2.0~3.0g/L(硫酸),电压50V,电流密度4~8A/dm~2条件下,成膜效果最佳,膜层呈现古铜色,且工艺稳定。     

N掺杂二氧化钛纳米管的制备及光催化性能研究

采用阳极氧化法在纯钛表面制备了二氧化钛纳米管,并在热处理的过程中提供氨气氛进行掺N。场发射扫描电镜(FESEM)观察结果表明,制得的纳米管管径为70～80 nm,壁厚为5～10 nm;XRD分析结果表明,400℃热处理的未掺杂二氧化钛为纯锐钛矿相,400℃热处理掺杂后的二氧化钛为锐钛矿和金红石混相。以甲基橙为参考污染物,采用分光光度计研究了未掺杂和N掺杂二氧化钛纳米管对污染物的光催化性能。结果显示N掺杂的二氧化钛纳米管的光催化性能比未掺杂的提高了11.1%,光催化效果差异是N掺杂引起的。     

氧化铝模板法制备Ce掺杂二氧化钛纳米管

以多孔有序阳极氧化铝（AAO）为模板,利用溶胶-凝胶法制备掺杂稀土铈的二氧化钛纳米管,采用X射线衍射仪、透射电镜和场发射扫描电子显微镜对氧化铝模板和二氧化钛纳米管进行表征,并分析了纳米管的形成机理。实验结果表明：以模板法配合溶胶-凝胶法可以制备得到管径均匀的铈掺杂二氧化钛纳米管,其尺寸在25—50nm之间。     

低钛铝基合金锭的电解法生产

进行了低钛铝基合金的工业化电解生产试验，分析了电解质中加入少量TiO2对电解槽技术参数和电流效率的影响。结果表明，电解质中加入少量TiO3对电解槽技术参效和电流效率几乎没有影响，合金中Ti含量稳定，吸收率高。合金晶粒尺寸随Ti含量增加得到明显细化，电解法生产低钛铝合金是可行的。     

真空熔盐电解法制备海绵钛电流效率影响因素的研究

研究了各种因素对真空熔盐电解法制备海绵钛电流效率的影响。研究结果表明：（1）在CaCl2熔盐体系中进行电解,当压力〈10Pa、电解温度850℃、电极间距5cm、阴极电流密度1．05A／cm^2、阳极电流密度0．8A／cm^2时,可有效避免海绵钛的二次氧化,降低槽电压,减少电流损失,从而提高电流效率;（2）采用混合熔盐体系CaCl2＋A,可较大幅度降低电解温度和熔盐电阻,从而提高电流效率;（3）可通过选择适宜的真空度、熔盐体系、电极间距、电流密度,保持规整的电解槽内型,使用纯度较高的熔盐和TiO2原料等提高电流效率。     

轧制方向对粉末轧制多孔钛板力学性能的影响

以氢化脱氢钛粉为原料,采用粉末轧制和真空烧结工艺制备出两种不同厚度的多孔钛板。利用孔径及孔径分布分析、扫描电镜观察、拉伸实验、三点弯曲实验、剪切强度测试等手段,对垂直于轧制方向和平行于轧制方向的板材力学性能进行了研究,并从孔径分布和烧结颈发育方面对其进行了解释。结果表明,1.96 mm厚的多孔钛板比1.32 mm厚多孔钛板的最大孔径小,且其孔径分布相对均匀;对于厚度相同的粉末轧制多孔钛板,垂直于轧制方向的板材平均抗拉强度比平行于轧制方向的增大25%、弯曲强度增大45%;随着轧制多孔钛板厚度的增加,其抗拉强度、弯曲强度、剪切强度等均显著增大,粉末轧制多孔钛板力学性能的方向差异与轧制致密板材的方向差异完全相反。     

Oxidation of porous nanocrystalline titanium nitride. III. Oxidation mechanism

The air oxidation mechanism of nanocrystalline TiN at 500 to 900 °C is examined. It is shown that at t ≤ 800 °C the oxidation of titanium nitride is controlled by the diffusion of oxygen and at t > 800 °C the interdiffusion of titanium ions is observed. The oxidation properties of porous TiN are determined by the chemical interaction of oxygen and the reaction surface, which includes the external surface of samples and the internal surface of the pores into which oxygen penetrates. The time and temperature dependence of the weight increment complies with the porous material oxidation model. Active initial oxidation is due to the interaction of oxygen and large internal surface. Short-term self-heating of porous samples is also possible. At t ≤ 800 °C, the pores are obliterated with oxides with time, the internal reaction surface reduces, an external oxide film is formed, the oxygen diffusion and weight increment slow down, and the process stabilizes. With temperature increase, these processes are activated and lead to a smaller weight increment at the final stage (2 to 4 h) at 800 °C as compared with 600 °C. At t > 800 °C the pore obliteration rate increases, but due to the interaction of oxygen and titanium ions that diffuse into the external scale surface, weight increment continuously increases with both time and oxidation temperature. The phase composition of the scale also affects the oxidation mechanism of porous TiN. Oxynitride of terminal composition plays a protective role; the transformation of anatase into rutile is accompanied by a decrease in the oxygen diffusion rate; Ti₂O₃ formed in pores accelerates their obliteration. __________ Translated from Poroshkovaya Metallurgiya, Vol. 46, No. 3–4 (454), pp. 95–104, 2007.     

稀土6063变形铝合金阳极氧化与电解着色的研究

本文系在硫酸、硫酸亚锡溶液中对添加有稀土的6063变形铝合金进行了阳极氧化和电解着色。比较系统地研究了氧化电解液的浓度、温度、时间、电流密度对膜层厚度的影响;以及着色电流密度、电压、时间对膜层色度的影响。结果证实,稀土可以明显地提高6063变形铝合金氧化膜厚度和电解着色的色度,稀土含量以0.30％为好。     

钛及钛合金热氧化行为研究

对TA2纯钛和TA18钛合金试样在500～850℃温度范围内进行热氧化处理,采用静态增重法研究氧化速率,并采用XRD分析表层氧化物物相,探讨合金元素对热氧化动力学的影响机理。结果表明,TA2纯钛和TA18钛合金氧化增重都随温度提高而增大,在相同的热氧化温度和时间下,TA18钛合金的单位面积氧化增重曲线比TA2纯钛的平缓,增重比TA2纯钛慢;TA18钛合金的抛物线速率常数比TA2纯钛小,即TAl8钛合金的抗氧化性比TA2纯钛更好。TA2纯钛在600℃和700℃氧化的抛物线速率常数分别为1．24774×10、6．75902×10-2mg2·cm-4·h-1;TA18钛合金在600℃和700℃氧化的抛物线速率常数分别为7．853×10、3．66128×10-2mg2·cm-4·h-1。TA18钛合金抗氧化性比TA2纯钛更好的原因是：TA18钛合金氧化层由TiO2和A12O3组成,TA2纯钛氧化层完全由TiO2组成,A12O3比TiO2更致密,具有更好的阻挡氧向内层渗透的作用。     

低温水热法制备金红石型纳米晶TiO_2颗粒形貌的研究

以四氯化钛和盐酸为反应介质,利用低温水热法制备纯金红石相纳米TiO_2,考察了反应温度和反应时间对TiO_2微结构及形貌的影响.X射线衍射分析表明所有产物均为纯金红石型纳米TiO_2,晶粒尺寸范围4.0～11.5nm.红外光谱和热重分析表明产物TiO_2存在表面羟基和表面水.TEM分析表明,TiO_2形貌和粒径随反应温度或反应时间变化,反应温度60～80℃时样品呈梭形,且彼此聚集呈束状,但120℃以上时呈粒状,且粒径增加.随反应时间(4～40h)延长,TiO_2呈棒状、梭状及球状变化.此外,还对强酸性及低温水热条件下金红石型纳米TiO_2的形成及形貌变化机理作了初步分析.