TC4钛合金阳极氧化着色膜显色规律探讨

目的在不同电解液、电压等工艺参数下对TC4钛合金进行阳极氧化,获得彩色膜,分析探讨着色膜颜色随不同工艺参数变化的显色规律,并通过该显色规律分析着色膜显色机理。方法分别选用NaOH电解液、H3PO3电解液、Na2SiO3盐溶液对Ti6A14V钛合金进行氧化着色。通过金相显微镜、SEM、XRD、AFM和3nh色差仪等测试方法,分析氧化膜层显微组织、形貌特征、物相成分、膜层厚度与颜色变化。结果3nh色差仪测得膜层颜色值(L^*、a^*、b^*)随电压具有周期变化规律。在电压参数为120 V左右的起弧电压之前,三种电解液阳极氧化着色膜均是由非晶态的钛氧化物组成,显色规律一致,氧化膜层致密均匀,只是生长速率稍有不同。膜层显色是干涉加强光色与干涉减弱光色的互补光色的共同作用。通过钛合金氧化膜干涉光程差公式修正,推导出了薄膜厚度的理论计算公式,且AFM测试结果与理论计算得出的膜厚基本一致。随着电压继续升高,电解反应剧烈,宏观表面观察到微弧放电现象,电解过程过渡到微弧氧化阶段。结论在低电压阳极氧化阶段,TC4钛合金着色膜层是由致密均匀的非晶态钛氧化物组成,膜层生长方式是随电压均匀层状生长,显色原理主要是薄膜干涉原理。通过控制电压参数,可控制膜层厚度,继而得到理想的颜色。在Na2SiO3盐溶液中的膜层生长速率为1~1.7 nm/V。     

钛合金阳极氧化的研究进展

钛合金具有密度低、比强度高等优点。钛合金的阳极氧化膜具有比钛基体更高的硬度、耐蚀性及耐磨性,而且可呈现各种颜色,是理想的保护层和装饰层,因而受到各行业的广泛关注。综述了钛合金阳极氧化技术的研究现状,介绍了阳极氧化的工艺流程。分别从电解电压、氧化时间、氧化温度、电流密度、电解液种类和电解液浓度等方面分析了影响阳极氧化膜层和颜色的因素。从膜层厚度、基体表面粗糙度和电解液化学成分等方面讨论了钛合金阳极氧化工艺的发展趋势。     

钛及钛合金着色工艺及色膜性能研究

研究了钛及钛合金阳极氧化着色工艺参数对氧化膜性能的影响；重点研究了不同波形电源、不同配方电解液成分对着色膜的结合强度，耐腐蚀性及耐磨性能的影响.      

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。     

热氧化提高钛及钛合金表面性能的研究进展

热氧化作为一种引起广泛关注的钛及钛合金表面改性技术,具有工艺简单、原位生长、薄膜厚度大以及性价比高等特点。通过热氧化表面处理技术能够在钛及钛合金表面形成较厚的由钛氧化层和氧的扩散层组成的硬质氧化膜,氧化膜对材料起到有效的保护作用,提高了材料单一耐磨性、耐蚀性以及生物活性或综合表面性能。从热氧化工艺原理及其对钛及钛合金表面性能影响的角度,综述了热氧化对钛及钛合金表面硬度、耐磨性、耐蚀性、生物相容性等性能影响的研究进展,并对其以后的研究方向进行了展望。通过合理控制氧化温度、氧化时间、氧化气氛及冷却方式等工艺条件,从而得到连续、致密且疲劳性能较好的金红石型TiO_2和氧的扩散层是改善钛及钛合金性能的关键。将热氧化处理与其他工艺相结合,针对性地提高膜层厚度及材料的耐磨性、耐蚀性、生物性能等,以实现复合涂层的制备将是热氧化在钛及钛合金性能改善方面的研究方向。     

钛及钛合金表面沉积TiCN膜层的工艺

钛材作为一种具有高附加值的材料正在逐渐进入建筑和日常生活装饰等诸多领域,为了提高钛制品的装饰性能,一般采取阳极氧化法得到色彩比较丰富的装饰色,但阳极氧化法得不到灰色和黑色,主要介绍了在钛及钛合金表面上,运用多孤离子镀膜技术沉积TiCN膜层工艺的结果。     

钛的非阳极氧化着色技术

大臣府立工业技术研究所在电气加工领域中，成功地开发出不用田极氧化的钛着色技术．该技术是在一台导线放电装g上进行．通过放电装置的导线将纯钛及钛合金表面氧化皮除去，迈出新的表面；再通过导线周围漏泄电流使钛及钛合金的新表面氧化着色．氧化膜的厚度是由漏泄电流输送速度、加工电压大小历意控制的．由于氧化股厚度不同，而得到了不同的颜色．该方法不需要阳极氧化所必需的前处理过程，且由于是干式加工，也不产生废液．但着色表面没有金周光泽，有犁沟感．钛的非阳极氧化着色技术     

镁合金和钛合金表面着色工艺研究进展

表面着色技术能在材料表面形成不同颜色的保护性膜层,在提高材料表面性能的同时,又可赋予产品漂亮的外观或实现消光等目的。表面着色有两种形式:一是,所生成的化合物自身具有一定的颜色;二是,光线的反射、折射、干涉等效应而使表面呈现不同颜色。作为两类重要的结构材料,镁合金和钛合金因其各自优良的性质被应用于诸多领域。综述了镁合金和钛合金表面着色工艺研究进展,介绍了镁合金和钛合金表面着色工艺研究及应用现状。镁合金表面着色工艺包括:化学转化+喷涂、金属涂层、有机涂层、阳极氧化和微弧氧化;钛合金表面着色工艺包括:热氧化、化学氧化、阳极氧化和微弧氧化。列举了应用于镁合金和钛合金表面着色的具体工艺参数,总结了两种合金表面着色的具体应用。镁合金和钛合金部件经表面着色处理后,可以兼顾轻量化和强度要求,并实现部件外观的装饰性。基于镁合金和钛合金表面着色工艺研究的现有成果,对镁合金和钛合金表面着色的研究提出了一定展望。     

纳米压痕和划痕法测定 TiO2 纳米薄膜的力学性能

目的研究相同工艺条件下阳极氧化法在不同钛合金基底(TA1,TC4,TC4F136)上生成的TiO2薄膜的力学性能差异。方法采用扫描电镜结合原子力显微镜观察3种薄膜的形貌和结构,用UNHT型纳米压痕仪测试TiO2纳米薄膜的力学性能,利用纳米划痕法测试3种钛合金表面生成的TiO2薄膜与基底的结合强度及摩擦性能,用纳米压痕技术测试TiO2的显微硬度和弹性模量。结果电解液及其它电化学条件相同时,不同钛合金基底上形成的TiO2薄膜结构(管直径、管壁厚及管长度)不同。结论阳极氧化法在钛合金基底上生成的TiO2纳米薄膜的力学性能,由TiO2微观结构及其与基底的结合强度决定,微观结构和结合强度归根到底由合金中元素决定。     

铸钛合金组合零件的阳极氧化工艺研究

针对铸钛合金材料和焊接组合件的特点,优化铸钛合金组合零件的阳极氧化工艺。在普通钛合金阳极化工艺的基础上,采用正交试验优化了氧化时间、氧化溶液温度、氧化最终电压、氧化前处理酸腐蚀时间等工艺参数。验证试验及试生产结果表明,优化的工艺条件能够满足产品的质量要求。     

钛及钛合金表面处理技术的应用及发展

目前,钛及钛合金在国民经济和国防工业上的应用越来越广泛,但钛及钛舍金也存在一些固有的缺陷,为了进一步提高和改善其使用特性,需要对其进行表面处理。介绍了一些对钛及钛合金行之有效的先进表面处理技术,如化学处理、阳极氧化处理、化学镀及电镀、微弧氧化、电泳沉积和纳米电沉积等,并对其应用加以讨论和评述。这些表面处理方法大大扩展了钛及钛合金的应用领域,促进了钛及钛舍金在各行业领域的应用。     

钛合金表面功能性涂层的制备与研究进展

钛及钛合金具有高比强度、优良的耐蚀性、良好的高温性能,在航空航天、军事工业和民用工业中占据越来越重要的位置。但是,钛及钛合金耐磨性能差等缺点限制了它的进一步应用。介绍了电镀、阳极氧化、微弧氧化和激光熔覆这四种表面改性的方法,并分析了其对钛合金膜层性能的影响。     

钛及钛合金表面转化膜的应用及发展

对钛及钛合金的表面转化膜处理技术进行了综述,主要包括化学氧化、阳极氧化、硅烷化、磷酸盐转化等。阐述了各种处理方法的工艺过程及其作用效果,分别指出了各种方法的优缺点。同时展望了其今后的应用及发展前景。     

3D打印Ti-6Al-4V钛合金表面纳米孔洞制备技术

目的 通过3D打印技术制得钛合金,并构建出微米级多孔粗糙表面,再通过阳极氧化表面处理技术在微米级多孔粗糙表面构建出纳米级结构.方法 首先,通过高压水处理与酸蚀处理相结合的方法,对3D打印钛合金表面进行前处理,去除不良结合的球形粉末颗粒,降低3D打印钛合金表面的粗糙度及各向异性.然后,通过阳极氧化处理,在3D打印钛合金表面制备出具有纳米级孔洞的TiO2类骨膜层.结果 3D打印钛合金表面存在较大的各向异性,导致后续的电化学过程中电场放电不均匀,形成的TiO2类骨膜层稳定性差,而阳极氧化的前处理方法可有效解决这些问题.此外,纳米多孔结构抑制了阳极氧化处理中不稳定放电现象的发生,保证了膜层表面颜色的均匀性,且使膜层与钛或钛合金结合牢固,可在3D打印钛合金表面构建纳米级膜层结构.结论 该工艺方法制备的3D打印钛合金表面膜层的成膜速率和稳定性较好,膜层呈三维网状结构,大孔内附有小孔.该结构有利于细胞在其表面更好地粘附、分化和增殖,是理想的医用植入材料.     

铝及铝合金阳极氧化分类及主要用途

<正>金属表面阳极氧化是指金属在电解质溶液中,被处理的零件作为阳极,耐腐蚀性导电材料作为阴极,通过电化学的处理方法,在金属表面生成具有耐磨性、耐腐蚀性及其他功能或装饰性的转化膜层的工艺过程。阳极氧化的处理对象主要是有色轻金属材料,特别是铝及铝合金、镁合金、钛及钛合金。阳极氧化处理所得到的膜层无论是致密度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性及其他的性能,都比化学氧化所得到的转化膜好,膜层也更厚、更牢固。     

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     

纯钛表面微米级多孔TiO_2薄膜的制备及形成机制

研究了阳极氧化电压、氧化时间和电解液的浓度对纯钛表面形成的阳极氧化薄膜形貌的影响。在氧化电压为20V,HF溶液浓度为0．5％（质量分数,下同）,氧化时间为60min的条件下,可在纯钛表面获得分布比较均匀的微米级多孔氧化膜,孔径为1．5-2．2μm。经500℃,1h处理后,该薄膜成为锐钛矿结构的TiO2。可以通过控制工艺参数,使得TiO2钝化膜的局部溶解速率大于形成速率来获取这种微米级多孔TiO2薄膜。     

SP700 钛合金的热处理 / 阳极氧化工艺研究

目的采用电化学阳极氧化法,在SP700钛合金的表面制备多孔结构的氧化膜。方法利用Autolab PGSTAT30型电化学工作站,采用三电极体系,辅助阴极为石墨电极,参比电极为饱和甘汞电极,工作电极为试样,测定试样的动态极化曲线和阳极氧化I-t曲线。利用扫描电子显微镜观察阳极氧化表面多孔氧化膜的微观形貌,分析热处理工艺、阳极氧化电压、电解液成分等参数对SP700钛合金阳极氧化行为的影响规律。结果钛合金材料经固溶时效处理后,α相和β相的相对含量发生了变化,从而使氧离子对电化学反应界面的内应力发生变化,使得表层氧化膜更加平整,耐腐蚀性提高。F-是阳极氧化膜上纳米孔形成的必要条件,随着F-浓度的增加,阳极氧化膜表面纳米孔的密集程度增加,孔径减小,氧化膜厚度增加。在一定范围内,随着阳极氧化电压的增大,氧化膜增厚,但电压过高会破坏氧化膜的稳定性。结论用电化学阳极氧化法处理钛合金表面,得到了多孔结构的氧化膜,获得了理想的耐腐蚀性能。固溶时效处理后,钛合金的耐腐蚀性提高。     

二氧化钛纳米管的制备和应用

二氧化钛纳米管属于一维纳米材料,既具有纳米材料普遍具有的量子尺寸效应,还具有独特的机械性、热稳定性和光学性质,因此其具有特殊的研究意义。采用简单易操作的阳极氧化法可在钛基底上制备出结构致密、形貌可控、与钛基底结合紧密的纳米管阵列。相比二氧化钛的纳米颗粒和纳米薄膜等材料,高度有序且表面积大的TiO₂纳米管可以为电子和离子提供更快速的运输通道。基于阳极氧化法和磁控溅射及电化学沉积法,探究了TiO₂纳米管在锂电池、电催化、光催化以及钛合金紧固件等领域的相关应用。     

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。