电化学及热处理氧化对商业纯钛耐蚀性能的影响

利用电化学氧化、热处理氧化对商业纯钛进行表面处理.不同的氧化电压和时间将产生不同形貌的氧化钛膜,电压过大时会生成很多的瘤状氧化物.热处理氧化后,钛表面生成均匀金红石和锐钛矿型混合氧化物膜,并且氧化膜下会出现Ti-O固溶体构成的渗氧层.在酸性含氯溶液和碱溶液中比较不同处理后钛板的腐蚀性能,在2种腐蚀介质中所有材料均随电位升高进入钝化区.在酸性溶液中,电化学氧化处理后钛板的腐蚀电流、维钝电流密度最小;在碱性溶液中,虽然热处理氧化对应维钝电流密度最小,但其钝化电位区间比电化学氧化对应电位区间窄.扫描电镜分析表明,热处理氧化膜随电位升高局部出现破损,而未经过表面处理的钛板,局部区域发生沿晶腐蚀.     

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...     

阳极氧化法制备Ta2O5绝缘膜及性能研究

采用阳极氧化法在纯Ta表面制备绝缘性优良的Ta2O5介质膜,分析阳极氧化制备Ta2O5膜的基本机理,讨论不同电解液、阳极氧化电压及热处理等工艺参数对Ta2O5膜性能的影响.利用XRD、EDS和AFM分析薄膜的组织结构和表面形貌,超高阻微电流测试仪测试Ta2O5绝缘膜漏电流特性和耐击穿电压,结果表明,磷酸电解液中添加适当乙二醇溶液能有效地防止"晶化",阳极氧化电压在125～150V范围内制备Ta2O5绝缘膜耐击穿电压能力强,经350℃/60min大气气氛下热处理Ta2O5薄膜,内部结构致密,能有效提高Ta2O5绝缘膜耐击穿电压.     

TiO2纳米管阵列的表征及光催化性能的研究

采用电化学刻蚀技术在纯钛板表面构筑有序结构的纳米TiO2管膜层.用Raman、SEM对表面产物进行分析和表征.结果表明当热处理温度为450℃时,TiO2纳米管膜的晶相结构绝大部分为锐钛型,当热处理温度为600℃时,TiO2的晶相结构转变为金红石型.20V电压下阳极氧化得到管径约为80～90nm,长度约400nm的高密度排列的有序TiO2纳米管.以亚甲基蓝为研究对象,紫外石英杀菌灯为光源,研究阳极氧化法制备的TiO2光催化剂的光催化性能.     

阳极氧化制备TiO2纳米多孔膜

分别在氢氟酸和硫酸两种电解液体系下对纯钛(TA1)试样进行阳极氧化,在钛的表面获得TiO2纳米多孔膜.利用膜的颜色的不同来判断膜的厚度的变化,用FESEM观察了孔的形貌和结构并用XRD测试了TiO2膜的晶型,进而研究了阳极氧化电压对孔径和多孔膜晶型的影响并对多孔膜的形成机理进行了阐述.     

水解沉积--阳极氧化法形成Al-Ti复合氧化膜

通过含钛无机盐的水解沉积及高温热处理,铝电极箔表面形成高介电常数氧化物———TiO2 膜层,然后在己二酸铵溶液中恒电流阳极氧化,形成 Al Ti复合氧化膜。AFM观测了含钛无机盐水解沉积过程中,铝电极箔表面形貌的变化。在铬酸和磷酸的混合溶液中测试了氧化膜的耐电压随溶解时间的变化。通过SIMS检测了复合氧化膜中 Al3 、Ti4 的强度随溅射时间的变化。膜溶解试验及 SIMS 检测结果表明Al Ti复合氧化膜由 3 层组成,外层和中间层为 Al、Ti、O不同配比的混合物,内层则为纯的 Al2O3。铝电极箔比容随氧化膜耐电压的变化关系曲线表明,60V耐电压下,Al Ti复合氧化膜的比容提高率为51%。     

纯钛材微弧氧化电参数对陶瓷层组织结构的影响

以往就纯钛材表面微弧氧化陶瓷层表面积对提供羟基磷灰石生长条件的研究不多,为此,在Na2HPO4电解液中,采用微弧氧化法在纯钛材表面制得多孔结构的二氧化钛陶瓷层.研究了正向电压、频率对微弧氧化陶瓷层组织结构的影响.结果表明,随正向电压升高,膜厚增加,孔径增大,表面变得粗糙;随频率的增加,膜层表面变得光滑,孔径减小,膜厚减...     

国外电镀文摘

9101001钛的着色——私市夏。表面技术,1989,40(1):66(日文) 着色的钛与着色的铝和不锈钢相比,具有色彩独特、强度高、耐蚀性好的优点。钛的着色分为化学着色、热氧化着色和电解着色,以电解着色的色调最为丰富。电解着色中最重要的影响因素是氧化电压,基体表面粗糙度的不同也会造成一些不同效果。要保证色泽均匀,前处理十分重要。近年来,钛的着色技术已在日本用于建筑工业。 9101002钛阳极氧化在建筑材料方面的应用——山口英俊。表面技术,1989,40(1):64(日文) 钛阳极氧化着色后,膜层的耐蚀性和防变色性能都远比铝和不锈钢的膜层性能好,日本自1973年以     

AZ31镁合金环境友好阳极氧化处理研究

通过正交试验得到AZ31镁合金无铬、无强氧化物的阳极氧化处理配方及工艺,运用扫描电子显微镜、X射线衍射分析及电化学测试系统对阳极氧化膜的组织结构与耐蚀性进行了表征。结果表明,该环境友好阳极氧化工艺可在AZ31镁合金表面形成具有一定耐蚀性的阳极氧化膜;所得阳极氧化膜表面质量好,是一种多孔的陶瓷膜,膜的物相主要是晶态的MgO、ZnO、Mg以及非晶态的MgAl2O4、Mg18Al23等;阳极氧化处理试样的自腐蚀电流密度减小,而腐蚀电位有所提高,说明镁合金表面形成的阳极氧化膜提高了镁合金表面的耐腐蚀性能。     

包铝层和氧化时间对2E12铝合金硫酸阳极氧化及膜层性能的影响

对保留表面包铝和去除包铝的2E12-T3铝合金采用硫酸阳极氧化处理工艺,研究了包铝层和氧化时间对铝合金阳极氧化行为及膜层耐蚀性的影响。采用扫描电子显微镜观察氧化膜的表面以及截面形貌,应用动电位扫描极化曲线和电化学阻抗谱对膜层的电化学性能进行分析。结果表明:两种铝合金表面均能形成具有防护性能的阳极氧化膜,膜层随氧化时间延长而增厚。富铜的第二相颗粒会使得不带包铝的2E12铝合金氧化膜具有更多孔洞缺陷,甚至出现微裂纹。保留包铝的2E12铝合金表面氧化膜更厚,孔洞缺陷少,耐蚀性更好。阳极氧化30min和45min的2E12铝合金阳极氧化膜具有较低的腐蚀电流和较高的多孔层阻抗,耐蚀性好。     

钛合金着色技术的研究

利用正交试验法研究了在磷酸-冰乙酸体系中磷酸、冰乙酸、添加剂、氧化电压、电解液温度、氧化时间等对钛阳极氧化膜的影响,确定了最佳工艺条件.结果表明,在采用以Ce作为添加剂的电解液中处理后所得到的钛合金着色膜呈蓝色、光亮美观,具有优良的耐蚀性、耐磨性和良好的附着力.     

AL5252铝合金阳极氧化及封孔处理后的性能

AL5252铝合金在使用中易遭受腐蚀。先对AL5252铝合金阳极氧化再作封孔处理,对比分析了其封孔前后的表面与截面形貌、膜基结合强度和表面粗糙度等。结果表明:AL5252铝合金阳极氧化后表面形成了形状、大小不规则的多孔型氧化膜,封孔后膜表面呈蜂窝状,生成勃姆石和镍的氢氧化物沉淀并封闭了氧化膜的多孔层,使之具有较好抗腐蚀能力;阳极氧化膜与基体结合强度较高,但封孔后膜基结合强度略微降低,膜表面粗糙度增高。     

草酸阳极氧化法制备铝合金氧化膜及其防腐蚀性能

为了改进铝合金的防护性能,扩展铝合金应用范围,需要对铝合金进行表面处理。利用草酸电解液阳极氧化法在2A12铝合金表面制备了一层氧化膜,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)等手段分析其表面形貌、组织结构、物相和表面粗糙度。微观表征结果表明,阳极氧化法能使铝基体表面生成非晶态的氧化铝薄膜,并且该薄膜是多孔结构,具有优异的屏蔽作用。利用电化学方法、中性盐雾试验评价了阳极氧化膜的防腐蚀性能,证实了阳极氧化后铝合金的防腐蚀性能优于铝合金基体。     

Chemical composition and corrosion resistance of passive chromate films formed on stainless steels 316 L and 1.4301

The chemical composition and corrosion behavior of the natural and formed by chemical treatment in chromium-containing solution passive films on 316 L and 1.4301 stainless steel surfaces have been investigated by means of X-ray photoelectron spectroscopy and electrochemical in situ method of anodic polarization curves. It have been established that the oxide films formed by the chemical treatment have different chemical composition (Cr-enriched), color and reduced corrosion resistance compared to the natural passive films on both steels. The results have shown that the lower part of the oxide layer represents a uniform modified passive film and the upper one is a porous Cr³⁺-enriched film with an island-like structure. The latter permits a direct contact of the solution with the modified passive film which controls the corrosion resistance by the dissolution of the Fe³⁺ oxides present in the lower thinner layer.     

Physicochemical state of the nanotopographic surface of commercially pure titanium following anodization-hydrothermal treatment reveals significantly improved hydrophilicity and surface energy profiles

A method of coating commercially pure titanium (cpTi) implants with a highly crystalline, thin hydroxyapatite (HA) layer using discharge anodic oxidation followed by hydrothermal treatment (Spark discharged Anodic oxidation treatment ; SA-treated cpTi) has been reported for use in clinical dentistry. We hypothesized that a thin HA layer with high crystallinity and nanostructured anodic titanium oxide film on such SA-treated cpTi implant surfaces might be a crucial function of their surface-specific potential energy. To test this, we analyzed anodic oxide (AO) cpTi and SA-treated cpTi disks by SEM and AFM. Contact angles and surface free energy of each disk surface was measured using FAMAS software. High-magnification SEM and AFM revealed the nanotopographic structure of the anodic titanium oxide film on SA-treated cpTi; however, this was not observed on the AO cpTi surface. The contact angle and surface free energy measurements were also significantly different between AO cpTi and SA-treated cpTi surfaces (Tukey's, P < 0.05). These data indicated that the change of physicochemical properties of an anodic titanium oxide film with HA crystals on an SA-treated cpTi surface may play a key role in the phenomenon of osteoconduction during the process of osseointegration.     

Effect of hot water and heat treatment on the apatite-forming ability of titania films formed on titanium metal via anodic oxidation in acetic acid solutions

Titanium and its alloys have been widely used for orthopedic implants because of their good biocompatibility. We have previously shown that the crystalline titania layers formed on the surface of titanium metal via anodic oxidation can induce apatite formation in simulated body fluid, whereas amorphous titania layers do not possess apatite-forming ability. In this study, hot water and heat treatments were applied to transform the titania layers from an amorphous structure into a crystalline structure after titanium metal had been anodized in acetic acid solution. The apatite-forming ability of titania layers subjected to the above treatments in simulated body fluid was investigated. The XRD and SEM results indicated hot water and/or heat treatment could greatly transform the crystal structure of titania layers from an amorphous structure into anatase, or a mixture of anatase and rutile. The abundance of Ti–OH groups formed by hot water treatment could contribute to apatite formation on the surface of titanium metals, and subsequent heat treatment would enhance the bond strength between the apatite layers and the titanium substrates. Thus, bioactive titanium metals could be prepared via anodic oxidation and subsequent hot water and heat treatment that would be suitable for applications under load-bearing conditions.     

氧化时间对钛合金钻杆微弧氧化膜层结构和性能的影响

采用脉冲直流微弧氧化方法在钛合金钻杆表面制备了不同氧化时间下的TiO_2陶瓷膜层,用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、球盘摩擦试验机及电化学工作站等分析了膜层的形貌、结构、组成以及膜层的硬度、摩擦磨损性能和耐蚀性。结果表明,随着氧化时间的延长,膜层的厚度增加,但膜层的硬度、耐磨性和耐腐蚀性先增加后降低。经不同氧化时间处理后,膜层的相结构主要由金红石型TiO_2和锐钛矿型TiO_2组成,此外还含有少量的Al2TiO5晶体和SiO_2非晶态。微观形貌分析表明,随着氧化时间延长,膜层表面粗糙度延长。在本实验条件下,当氧化时间为40min时,微弧氧化膜层的综合性能较好。     

铜合金在海水中的腐蚀行为研究

通过高速旋转腐蚀试验，X射线衍射，扫描电镜（SEM）及能谱分析（EDAX），高化学特征测定等对Cu-2,9Sn-0.9Al铜合金在人工海水中的腐蚀行为进行了研究，结果表明，添加2.9%Sn,0.9%Al的铜合金在室温，pH值为8．2的人工海水中具有较好的耐腐蚀性，其高耐蚀性主要是由于在合金表面形成一层氧化膜，它对阳极过程和阴过程都有影响，这层膜是Cu的氧化物和Sn的氧化物及Cu-Al-Mg共析化合物的复合保护膜，它们的协同作用降低了氧化层的孔隙度，从而避免了局部酸性区域的形成而导致的局部腐蚀。     

铸铝合金脉冲氧化工艺研究

为了提高铸铝合金阳极氧化膜的性能,通过极化曲线、膜层厚度和显微硬度等测试手段研究了硫酸浓度、氧化电流密度、脉冲参数、时效处理等因素对铸铝合金氧化膜厚度、硬度、氧化膜耐蚀性的影响.结果表明,负向电流能有效提高氧化膜的耐蚀性,氧化电流大小对氧化膜厚度起决定作用,对硬度影响显著.时效处理对氧化膜耐蚀性、膜厚、表面硬度都有显著影响.脉冲频率的提高和氧化液硫酸浓度的降低有助于膜层硬度的提高.通过试验得到了各工艺参数对氧化膜性能的影响规律,为工业应用提供了参考.