TC4钛合金阳极氧化着色膜不同电压下的耐腐蚀性能

采用阳极氧化着色处理可以有效地提高TC4钛合金的综合性能.以正交试验方法分析了氧化着色工艺参数对TC4钛合金阳极氧化膜的影响;利用扫描电镜(SEM)观察了氧化膜的形貌,使用X射线衍射仪(XRD)分析了氧化膜的物相,通过电化学试验对其耐腐蚀性进行了探讨.结果表明:TC4钛合金阳极氧化着色的最佳工艺条件为温度45℃,氧化时间20 s,电压20 V,酸腐蚀时间40 s;决定氧化膜颜色的主要因素是氧化电压,随着氧化电压的变化,膜的颜色出现了规律性变化;阳极氧化处理后TC4钛合金表面形成了一层均匀、多孔的氧化膜,成分为TiO2,且以金红石结构存在;阳极氧化着色处理可以改善TC4钛合金的耐腐蚀性能.     

钛合金脉冲阳极氧化膜抗电偶腐蚀性能及机理

为了有效提高钛合金阳极氧化膜抗电偶腐蚀的性能,在300～400 g/L H2SO4,50～120 g/L H3PO4溶液中,在电流密度2～3 A/dm2和温度0～10℃下,采用脉冲阳极氧化技术制备了一种抗电偶腐蚀的钛合金阳极氧化膜,并采用电化学技术对该阳极氧化膜的抗电偶腐蚀机理进行了讨论.结果表明:该阳极氧化膜为厚度2～3 um的多孔膜;阳极氧化后,TC6钛合金的开路电位从-207 mV(vs SCE)上升到132 mV(vs SCE),腐蚀电流密度从2.3×10-2uA/cm2下降到1.4×10-3uA/cm2,表面膜的极化电阻从2.647×105Ω上升到6.109×107Ω,表面膜的膜电阻从543.8 Ω上升到1 790.0 Ω;电偶腐蚀测量则表明,阳极氧化降低钛合金电偶腐蚀电流1/5以上,其电偶腐蚀的敏感性达到了B级.脉冲阳极氧化膜能有效提高钛合金抗电偶腐蚀性能.     

钛合金阳极氧化着色技术的研究进展

阳极氧化着色技术是一种在Al、Mg、Ti等有色金属及其合金表面原位生长氧化膜的传统技术.用该技术制成的氧化膜色彩均匀鲜艳,结合力高,具有优良的耐腐蚀性和生物相容性,已广泛应用于生物医学和航空航天领域.介绍了氧化钛膜的发色原理,综述了阳极氧化着色技术在国内外的研究现状,概括了阳极氧化着色的工艺方法、氧化钛膜制备过程的影响因素和钛合金阳极氧化的应用领域,并展望了该技术的应用前景.     

钛合金表面阳极氧化着色及摩擦学特性研究

为了改善钛合金(TC4)的表面处理工艺,在钛合金表面获得均匀、绚丽的色光效果,提高钛合金的耐磨性,增进钛合金的功能性和色彩美。利用直流脉冲稳压电源对钛合金在0.15 mol/LH_3PO_4+0.1 mol/LH_2O_2混合溶液中进行阳极氧化着色处理,分析了电解电压及前后处理对着色氧钛薄膜颜色和性能的影响。采用光学显微镜和扫描电镜、维氏显微硬度计和球盘摩擦磨损试验机等分析了氧化膜的颜色、表面形貌、氧化膜的显微硬度和摩擦磨损性能。研究结果表明:表面预处理影响钛合金阳极氧化着色效果;封孔后处理可以有效提高氧化膜的抗污染能力。电压是决定氧化膜颜色最主要的因素,氧化膜颜色随电解电压呈规律性的变化;在电压为50 V时,钛合金阳极氧化膜具有最优异的力学性能和耐摩擦磨损性能。在钛合金表面通过阳极氧化制备一层光滑且致密的氧化钛膜,可显著提高钛合金的显微硬度和耐磨损性能,同时使之具有不同的颜色增加其装饰效果和艺术价值,不但节约着色成本,还可以扩大其应用范围,具有重要的经济意义。     

钛及钛合金批量化着色工艺及设备参数研究

着色电源稳压精度的高低直接影响着色膜的质量,批量化生产对着色电源的稳压精度要求更高.分析了钛及钛合金阳极氧化着色机理及色膜厚度与氧化着色电源之间的关系,得出了保证成批量着色颜色一致性的工艺方法及电流设计参数,为钛及钛合金着色的应用提供了一种可用的方法.     

国内期刊纵览

20 0 10 50 1　钛合金表面技术的进展———刘凤岭 .腐蚀与防护 (月刊 ) ,2 0 0 1,2 2 (2 ) :54钛合金具有抗腐蚀能力强、强度高、密度低、中温性能稳定等一系列的特征 ,但其所固有的一些缺点限制了它的应用 ,例如对粘着磨损和微动磨损非常敏感 ,容易氧化 ,对聚合物、金属及陶瓷涂层附着力差等。为克服这些缺点采取了相应的对策与手段 ,着重指出Ａｇ、Ｃｄ镀层可用于钛合金在低温下的耐磨防护 ,Ｃｏ +ＣｒＯ3复合镀层及阳极氧化 +干膜润滑剂等可用于钛合金在中温条件下的耐磨防护。随着钛合金使用温度的提高 ,ＴｉｘＡｌｙＮ涂覆层则代表了…     

TC4钛合金微弧阳极氧化膜层结构与性能的研究

基于钛合金微弧阳极氧化膜具有的耐磨性和抗蚀性,以便更好地发挥其作用,研究了硫酸型溶液中钛合金微弧阳极氧化膜厚度与电压、电流、时间的关系和除膜工艺.用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、球盘摩擦试验机等分析了膜层的形貌、结构、组成以及膜层的硬度、耐蚀性和摩擦磨损性能.结果表明,获得的由锐钛矿型TiO2和少量金红石型TiO2组成的厚为3.5～11.0 μm的膜层均匀、致密、稳定,显微硬度、耐30%硫酸腐蚀能力、摩擦系数分别比基体提高70%,50%,100%,磨损率则为基体的1/10;除膜液对基体的渗氢量约为80 mg/L.膜层具有良好的防蚀、耐磨性能.     

不同表面处理工艺对Ti-6A1-4V钛合金漆层结合力和电偶腐蚀性能影响

对比研究了经不同表面处理工艺(脉冲阳极氧化、直流阳极氧化、酸洗钝化)处理后的钛合金表面的漆层结合力及其与经铬酸阳极氧化处理的2024铝合金组成的电偶对的电偶腐蚀性能。结果表明:脉冲阳极氧化处理的钛合金表面呈明显的多孔结构,有效地提升了基体与漆层的结合力,同时钛合金表面的阳极氧化膜层还可有效降低与其对接的铝合金材料的电偶腐蚀倾向。在综合性能方面这种新型的脉冲阳极氧化工艺优于传统直流阳极氧化和酸洗钝化工艺。     

TC4钛合金表面阳极氧化制备TiO_2多孔膜的实验研究

以硫酸为电解液,钛合金(TC4)为阳极,不锈钢片为阴极,采用恒压的氧化方式在钛合金表面获得TiO2多孔膜。通过扫描电镜(SEM)观察了多孔膜的微观形貌并用X射线衍射(XRD)对覆在钛合金基体上的氧化膜进行了物相分析,研究了氧化工艺参数电压、阳极氧化时间和硫酸浓度对TiO2多孔膜相组成的影响。结果表明:TC4钛合金阳极氧化获得的氧化膜为非均一平面的TiO2多孔膜,且膜的孔径分布在90~240nm,XRD分析表明在不同的氧化工艺参数下氧化膜均由锐钛相和金红石相双相晶型组成。在0.5mol/L硫酸溶液中,电压高于100V或氧化时间长于5min即出现锐钛相和金红石相TiO2,随着电压的升高和时间的增长金红石相TiO2的含量逐渐增加;在恒压120V时,硫酸溶液浓度为0.3mol/L即出现锐钛相和金红石相TiO2,随着硫酸浓度的提高金红石相TiO2的含量先增加后减少。     

TA2纯钛材阳极氧化着色工艺

对钛及钛合金进行阳极氧化处理可提高其作为生物医用材料的性能.将TA2纯钛片在磷酸、葡萄糖酸钠混合溶液中阳极氧化得到不同颜色的氧化膜,研究了电解液配方、阳极氧化工艺参数(电压、电流密度、氧化时间、电解液温度)、基材酸洗前处理以及氧化膜封孔后处理对氧化膜质量的影响.结果表明:磷酸浓度影响膜层的均匀性和颜色深浅,葡萄糖酸钠浓...     

羟基磷灰石／TiO2生物活性复合涂层的研究进展

以钛及合金为基体、HA作涂层的复合材料作为植入物应用很普遍．HA涂层与钛及合金基体的结合强度较低，易出现界面剥落现象；锐钛矿型TiO2陶瓷具有较好的生物相容性，能有效地隔离植入体和生物机体，而且能提高涂层和界面的强度，故制备HA／TiO2生物复合涂层已成为国内外学者的研究热点之一。综述了HA／TiO2生物复合涂层的研究进展。     

Structural Characteristics of TiO2 Ceramic Coating by Micro-Plasma Oxidation

TiO2 ceramic coatings with thickness of 20 μm were formed on the surface of pure titanium by micro-plasma oxidation. Their micro-structures were investigated by by using X-ray diffraction and their surface images were detected by using scan electronic microscope. There were three kinds of TiO2 coatings, pure anatase type TiO2 phase, mixed phases consisted of rutile type TiO2 phase and anatase type TiO2 phase, pure rutile type TiO2 phase. The coating surface with the pure anatase type TiO2 phase is rough, while the coating surface with the pure rutile type TiO2phase is smooth. The upper coating surface with the mixed type TiO2 phases is anatase type TiO2 structure and the subsurface of the TiO2 coating is rutile type TiO2structure.     

TC4钛合金表面TiO_2-PTFE复合膜层的制备

采用特殊的化学及物理处理方法,在钛合金表面制备TiO2-PTFE复合膜层,该润滑膜由硬质阳极氧化膜与低摩擦系数的聚四氟乙烯(PTFE)结合而成,具有较好的自润滑特性。研究了TiO2-PTFE复合膜层的组织形貌、物相组成以及元素组分,讨论了阳极氧化处理工艺和涂覆时间对PTFE涂覆量的影响。结果表明,TC4钛合金阳极氧化后形成了由锐钛相和金红石相双相晶型组成的纳米级TiO2多孔膜,涂覆PTFE后,表面及膜孔处被PTFE聚合体所覆盖。TC4钛合金样品经过不同电压和不同氧化时间处理后,PTFE涂覆量趋于稳定。随着涂覆时间的延长,PTFE涂覆量逐渐增加,在最初5～20min内,涂覆量增加较快,超过20min后涂覆量增加缓慢。     

玻璃-陶瓷保护涂层对钛合金表面润湿性的研究

为了减少钛合金在热处理过程中高温氧化所造成的损失，采用耐高温玻璃－陶瓷涂层进行保护，并对涂层的制备进行了介绍。涂层的保护性能 与其在高温下对钛合金表面的润湿性能有密切关系，当涂层加入一些特定氧化物（B2O3，TiO2)时，涂层在热处理过程中对钛合金有很好的润湿作用，能保护其不被氧化。     

绢云母-TiO_2复合颗粒的制备与应用

为制备具有钛白粉性能的矿物基体复合颜料,并发挥绢云母的协同效应,采用机械力化学包覆方法制备绢云母-TiO2复合颗粒,对制备工艺因素的影响、复合颗粒的结构与颜料性能进行研究。结果表明:绢云母研磨粒度、复合时间、球料质量比和TiO2用量对绢云母-TiO2复合颗粒性能影响显著,该复合颗粒的遮盖力为钛白粉的90%,吸油量和紫外线吸收性与钛白粉相同。在建筑涂料中填加绢云母-TiO2复合颗粒,其对比率显著高于单一填加钛白涂料;复合颗粒形貌观测显示,TiO2在绢云母表面形成了有效包覆。     

Repeatability of the composition of titanium oxide films produced by evaporation of ti 2 o 3

Congruent vaporization is a process that yields constant vapor species. Ti(2)O(3) was continuously electron-beam evaporated to produce titanium oxide thin films. Rutherford backscattering spectrometry was employed to study the evolution of the composition of these films. It seems that congruent vaporization can be established in a coating plant. TiO(2) films produced by conventional reactive deposition tend to contain mixtures of titanium oxides. Increasing the transmission of TiO(2) films becomes an issue of increasing the TiO(2) component in the films by adequate reactive evaporation.     

Enhanced Performance of Osteoblasts by Silicon Incorporated Porous TiO2 Coating

Silicon (Si) incorporated porous TiO 2 coating (Si-TiO 2) prepared on titanium (Ti) by micro-arc oxidation (MAO) technique was demonstrated to be cytocompatible in previous studies.In view of the potential clinical applications,a detailed in vitro study of the biological activity of Si-TiO 2 coating,in terms of osteoblast (MC3T3-E1 cells) morphology,proliferation,differentiation and mineralization was performed.Immunofluorescent staining indicated that cells seeded on the Si-TiO 2 coating showed improved adhesion with developing mature cytoskeletons,which contained numerous distinct and well-defined actin stress fibers in the cell membranes compared with those on the TiO 2 coating and Ti plate.Results from proliferation assay showed that the proliferation rate of cells seeded on the Si-TiO 2 coating was significantly faster than that on the TiO 2 coating and Ti plate.Furthermore,the analysis of osteogenic gene expression demonstrated that the Si-TiO 2 coating stimulated the expression of osteoblast-related genes and promoted differentiation and mineralization of MC3T3-E1 cells.In addition,the Si-TiO 2 coating differentially regulated Wnt signaling pathway by up-regulating the expression of low-density lipoprotein (LDL) receptor-related protein 5 (Lrp5),and downregulating the expression of Dickkopf-1 (Dkk1).All together,these results indicate that the investigated titanium with Si-TiO 2 coating is biocompatible and a good candidate material used as implants.     

超音速电弧喷钛涂层研究

用超音速电弧喷涂设备制备了钛涂层,并对涂层的显微组织,相结构,结合强度和显微硬度进行了试验分析,实验结果表明,涂层层状结构明显,与其体结合良好,孔隙率较高,涂层主要钛和钛的氧化物组成,涂层的粘结强度大于内聚强度,涂层硬度高,平均显微工达到770HV2.0N.     

表面TiO2包膜对制备CaCO3／TiO2复合材料颜料性能的影响

采用机械力化学方法，通过对碳酸钙进行表面TiO2包膜制备了CaCO3／TiO2复合材料，对CaCO3／TiO2复合材料的颜料性能、CaCO3和TiO2的结合形态与反应机理进行了研究。结果表明：CaCO3／TiO2复合材料形成了具有类似钛白粉的颜料性质，遮盖力为钛白粉的90％，吸油量和紫外线吸收功能与钛白粉相同；CaCO3／TiO2复合材料中TiO2在CaCO3颗粒表面形成均匀包覆和二者通过各自表面羟基形成化学结合是导致其呈现钛白粉颜料性质的内在机制。     

单分散SiO_2/TiO_2/SiO_2多层复合微球的制备

采用一种以醇盐水解法为基础的生长硅溶胶的方法,制备了粒径为２００ｎｍ的单分散二氧化硅球形颗粒,并将其作为核心,利用常温连续进料的钛酸丁酯水解的多步法,在二氧化硅核心外经多次包覆形成厚层二氧化钛;在正硅酸乙酯的水解和陈化环境下,将上述ＴｉＯ２／ＳｉＯ２复合颗粒外再包覆一薄层二氧化硅,形成一种高折射率,可用于组装光子晶体的ＳｉＯ２／ＴｉＯ２／ＳｉＯ２多层复合微球．对该复合微球用重力沉降法、透射电镜法（ＴＥＭ）、Ｘ射线能谱分析法（ＥＤＳ）进行了表征．其中,重力沉降法是一种将Ｓｔｏｋｅｓ公式为基础推导的复合颗粒的粒径与沉降速度关系式所得的一系列数据进行拟合外延,来测定复合颗粒的粒径及包覆厚度的方法．