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。     

钛表面薄膜技术的应用现状及发展

钛及钛合金具有比强度高、耐蚀性能好、无磁性等优点,但其所固有的高温易氧化、易发生接触腐蚀、导热系数小等缺点在一定程度上限制了其应用。为此,需对钛合金表面进行处理,而薄膜技术则是一种有效方法。首先概述了薄膜技术在钛材的耐磨处理、抗氧化处理、耐冲蚀处理、电活性功能处理四个方面的研究成果,然后结合作者自身的研究成果及对钛表面处理技术的认识,从钛的应用和薄膜技术的特点出发,提出了今后钛表面薄膜技术在这些方面可能的发展方向。     

钛及钛合金的表面处理技术新进展

钛及钛合金具有高比强度、优良的耐蚀性、良好的高温性能,在现代航空航天、军事工业、民用工业中占据越来越重要的位置。但是,钛及钛合金自身硬度低、耐磨性能差的缺点限制了它的进一步应用。介绍了几种能改善表面性能的表面处理技术在钛及钛合金上的应用以及这些处理技术的特点和最新进展。包括：激光熔覆表面处理、CVD、PVD、热扩散法和表面纳米化,以及多组元和多层涂层技术。     

钛及钛合金腐蚀行为研究进展

钛及钛合金在服役过程中会出现点蚀、应力腐蚀和电偶腐蚀等问题,因此对于钛及钛合金腐蚀行为的研究极为重要。综述了近年来钛及钛合金在海洋工程、航空工业、油气开采和化学工业中腐蚀行为的研究进展及存在问题,简要介绍了钛及钛合金表面处理技术取得的研究成果,最后对该领域发展趋势进行了展望：(1)在现有研究的基础上应更深入探究钛及钛合金在多影响因素耦合作用下的腐蚀失效行为及表面处理技术;(2)注重结合实验和数值模拟等手段从微观尺度探究钛及钛合金的腐蚀机理,加快建立钛及钛合金腐蚀性能等相关数据库;(3)进一步降低各种表面处理技术的成本,开发“复合防护”技术,深入探究能够提升钛及钛合金综合性能的新型表面处理技术。     

钛合金激光表面处理的进展及应用

钛及其合金由于质轻、耐腐蚀性能好、强度高、弹性模量低、生物相容性佳和骨整合性优异,已成为应用最广泛的航空航天与生物医学金属材料之一。然而,较低的塑性、低硬度、和耐磨损性能限制了其发展和应用。激光表面处理（LST）技术在不改变材料体积的情况下增强表面性能,成为钛合金表面改性的一种有利手段。综述了利用LST技术对钛及其合金材料进行表面改性的研究进展和应用现状。分析了激光相变硬化、激光表面重熔、激光冲击喷丸、激光表面合金化、激光熔覆和复合LST的机理、工艺参数、表面特性和微观结构。总结了LST在航空航天、医学等领域的应用,介绍了现有的局限性,提出了未来的研究方向,并对LST在钛及其合金材料上的发展趋势进行了展望,以推进LST创新,为钛合金在多领域中的应用开辟新途径。     

激光表面重熔对工业纯钛板腐蚀行为的影响

钛在湿氧环境中，其表面会形成一层致密稳定的氧化薄膜，具有优异的抗蚀性；但在缺氧无水环境中，钛会出现点蚀现象。为了扩大钛使用范围，延长其在恶劣环境中的使用寿命，诸如激光表面重熔等表面处理技术已被广泛用于钛的表面处理。新加坡学者探讨了激光表面重熔技术对纯钛板的抗腐蚀性和点蚀电位的影响。     

钛表面耐磨处理技术

钛是活性金属，与其它金属相比，钛的密度小，强度高，耐蚀性好，但由于其导热系数低，耐磨性差，摩擦时易产生烧接，为此，人们开始研究钛表面的硬化技术，以提高其耐磨性。钛的表面硬化技术通常有湿法电镀、渗碳、放电加工、PVD、CVD、气体氮化、堆焊等。 对钛进行表面硬化处理要考虑：①可高速处理，批量化生产；②成本低，可以大面积处理；③可以处理复杂形状的工件；④处理温度低；⑤硬化层的厚度适当。文中介绍3种较为理想的处理方法。1 KENI COAT技术KENI COAT（Kobe Excellent New Ideal Coat）是日本神户制钢所在成膜速…     

《钛及钛合金表面处理技术和应用》出版

由屠振密、李宁和朱永明编著的《钛及钛合金表面处理技术和应用》重点对钛及钛合金电化学表面处理技术的原理、工艺、膜层特性和应用等进行     

医用钛及钛合金表面涂层研究进展

概述了钛及钛合金在医学领域的发展现状,以及常用的钛及钛合金表面处理技术,重点介绍了医用钛及钛合金表面耐蚀耐磨涂层、生物活性涂层和表面抗菌涂层的研究现状和发展趋势。在钛及钛合金表面制备涂层能够使其更适合作为植入物在医学领域应用,但由于涂层自身还存在一定局限性,临床试验也需要大量的时间,目前涂层还没有大规模应用到临床医疗中。为了尽可能地改善单一涂层存在的缺陷,多组元、多层复合涂层是目前医用钛及钛合金表面涂层的研究重点。     

镁合金防蚀处理的研究现状及动向

讨论了镁合金的耐蚀性影响因素，综述了镁合金化学处理、阳极氧化、有机涂层、金属镀层以及激光表面处理、离子注入和物理气相沉积等工艺的特点，膜层的结构与性能；分析了国内外镁合金防蚀处理的研究现状及应用前景。