Ti基体上形成微弧氧化膜组成和结构的研究

在甘油磷酸钙和醋酸钙电解液中采用直流电源对纯Ti进行了微弧氧化。采用微弧氧化方法所制备的氧化膜具有粗糙多孔的结构,且微孔直径随着电压的增加而增大。AES分析表明在基体与氧化膜界面发生了扩散,从基体钛到氧化膜的表面氧的浓度逐渐增大,钛的浓度逐渐减小。XPS分析表明氧化膜的组成随着所施加的微弧氧化电压而改变,微弧氧化电压为200V时TiO2、Ti2O3和TiO占Ti的原子百分比分别为72．61％、22．08％和5.31％;当微弧氧化电压为350V时氧化膜表面Ti元素只由TiO2、Ti2O3组成,且占Ti的原子百分比分别为85．48％、14．52％。     

钛表面微弧氧化TiO_2/HA复合层的制备

为提高钛植入体材料的生物相容性,对钛表面进行微弧氧化处理,在钛表面生成了不同形貌的羟基磷灰石(HA).在氧化时间、频率和占空比一定,电解液中钙磷比为2时,通过对不同电压微弧氧化后钛表面的氧化层进行SEM、EDS、XRD、粗糙度和接触角检测,分析电压对氧化层的形貌、元素、物相组成、表面粗糙度和润湿性的影响;对不同电压、电流、电解液浓度微弧氧化的氧化层进行SEM观察,探究电压、电流和电解液浓度对HA的形成的影响;并探讨了HA的形成速率变化.结果表明:电压、电流和电解液浓度任意两个变量固定,另一变量增加到一定值均可在钛表面生成HA,且三者任一变量增加均可提高HA在氧化层表面的形成速率;电压增加可使表面粗糙度增加,并有效减小材料表面的接触角,提高材料的润湿性.     

偏铝酸盐溶液纯铝阳极微弧氧化膜的影响因素

利用阳极微弧氧化技术在纯铝表面制备了陶瓷膜,研究了偏铝酸盐体系下,影响氧化陶瓷层生长的因素,并分析了电解液浓度、氧化电压、电流密度及氧化时间对阳极微弧氧化陶瓷层生长的影响.得到了电解液浓度、电压、电流密度及氧化时间对氧化膜成膜的关系曲线.利用SEM分析了铝合金阳极微弧氧化陶瓷层的表面微观形貌.实验结果表明:陶瓷层表面宏观粗糙度及膜层表面微观形貌受电参数和氧化时间的影响较大.最佳的工艺参数为:电解液浓度为30g/L、电压350V、电流密度1.5A/cm2、氧化时间控制在25min以内.     

Ti6Al4V钛合金微弧氧化工艺研究

采用直流稳压电源,选用3种不同PH值的碱性微弧氧化电解液,在Ti6Al4V钛合金表面制备微弧氧化膜层;应用扫描电子显微镜分析微弧氧化膜层形貌特征。结果表明,钛合金微弧氧化膜层表面凹凸不平,带有微米级和亚微米级的孔洞,孔洞周围呈现火山丘状形貌特征;微弧氧化电解液PH值越大,火花放电时间越长;在给定电压条件下,电解液PH值越大,微弧氧化膜层厚度越大。     

电压对纯钛微弧氧化膜生长特性的影响

在Na2CO3Na2SiO3溶液中,利用单极性脉冲微弧氧化电源在TA2基底上制备了二氧化钛氧化膜.研究了微弧氧化电压对氧化膜生长速率、相组成及表面形貌的影响.结果表明:随着电压的升高,氧化膜的生长速率先增加后减小,表面粗糙度和微孔尺寸逐渐增大,而微孔密度逐渐减小.膜层主要由锐钛矿和金红石相TiO2组成,随着电压的增加,膜层中锐钛矿相TiO2先增加后减少,而金红石相TiO2则逐渐增加并成为主晶相.     

氧化时间对钛合金微弧氧化膜层的影响

为增强钛合金的生物活性,选用磷酸盐为电解液的主配方,对钛合金进行微弧氧化表面处理,研究氧化时间对微弧氧化膜层的影响,其中包括氧化过程中电解液中钛离子浓度的变化,并借助XRD,SEM等手段对膜层进行物相及表面形貌的分析。结果表明:在微弧氧化过程中,钛合金基体中的钛离子溶解到电解液中;随着氧化时间的增加,电解液中的钛离子浓度也随之增加,氧化膜层为金红石和锐钛矿的混合晶相;但随着氧化时间的增加,氧化膜层中的金红石型晶相逐渐减少直至消失,表面形貌出现孔径不均匀,粗糙度变大等现象。     

含La羟基磷灰石生物活性膜层的制备与性能研究

采用微弧氧化法在含有乙酸钙、β-甘油磷酸钙、硝酸镧的电解液中在纯钛金属表面原位生成了多孔含La羟基磷灰石的生物涂层.用XRD、SEM、EDS、细胞培养等方法对膜层的厚度、物相、成分组成及生物相容性进行了研究.结果表明,膜层粗糙多孔,厚度在15μm左右,与钛基体之间无明显界面;膜层表面主要物相为含La的羟基磷灰石.细胞培养结果表明,膜层有良好的生物相容性.     

紫外线照射对纯钛表面氧化膜光学特性的影响

纯钛在空气中和氧化或中性水溶液中能迅速生成一层稳定的氧化性保护膜,而具有优良耐腐蚀性能.采用椭偏仪研究了纯钛在大气中的氧化吸附行为以及紫外线照射对纯钛表面氧化膜光学特性的影响,结果表明:纯钛表面氧化吸附层厚度随着在大气中放置时间的延长而增加,tanΨ和cos△随膜层厚度增加而增大,而总折射率和总消光系数随膜层厚度增加而减小.紫外线照射2 h可以完全去除钛氧化膜表面所吸附的碳水化合物,起初tanΨ和cos△随着照射时间的延长而减小,总折射率和总消光系数随着照射时间的延长而增大,在2 h内并分别达到最小值和最大值.随着紫外线照射时间的进一步延长,tanΨ和cos△基本保持不变,而总折射率和总消光系数略有所降低.     

纯钛切削过程氧化膜特性研究

切削纯钛时加工表面产生的氧化膜会影响其物理性质。为探究纯钛在切削过程中的氧化膜特性,对纯钛进行单因素切削试验,观察氧化膜的形貌特征,检测其物相组成,并基于密度泛函理论的第一性原理分析氧化膜的形成机理。研究结果表明：切削表面生成一层氧化膜,其主要由TiO₂构成,随着进给量增加,TiO₂的含量逐渐增多;氧化膜表面凸凹不平,波形图上相邻波峰和波谷之间的距离及高度差均随着进给量的增加而增大;切削表面产生严重塑性变形,塑性变形厚度随进给量增加而增大;纯钛发生高温氧化时,氧原子被钛原子吸附至加工表面,并与钛原子间发生电荷转移生成O—Ti共价键,其与钛原子的结合能力由表及里逐渐减弱。     

曙红敏化微弧氧化TiO2膜光催化研究

以钛片为原料,以磷酸钠为电解液,采用微弧氧化法在钛片上制备钛基二氧化钛膜(TiO2/Ti).用20W的紫外灯光催化降解苯酚模拟废水,采用敏化后处理对二氧化钛膜进行改性实验,考察了敏化剂、敏化剂浓度、微弧氧化时间、pH等条件对二氧化钛膜的影响.实验结果表明:在微弧氧化电压为300V,电解液浓度为8g/L,微弧氧化时间为5m in,光催化时间为2h,曙红为敏化剂的浓度为20 mg/L,pH为6,敏化时间为10h,光催化效率由原来的31.5(提高到52.2(.     

钛合金微弧氧化抗高温氧化研究现状

钛合金因具备高强度、耐蚀性及比强度高等特点被广泛应用于军用及民用等各个领域。但是,其在高温环境使用时会发生高温氧化反应,导致其性能降低,限制了它的使用。微弧氧化（MAO）技术可使钛合金表面原位生长一层致密的氧化膜,膜层与金属基体结合能力强,拥有一定的耐磨、耐蚀及抗高温等特性,且其工艺流程简单高效、成本低而环保,可明显提高钛合金的抗氧化性,延长其在高温条件下的服役时间。综述了MAO技术在钛合金抗高温氧化领域的研究现状,总结了反应参数、电解液、微弧氧化反应时间及电源模式等条件对微弧氧化陶瓷膜层结构和抗高温氧化性能的影响。     

激光重熔制备TA1表面Ni/Al复合抗高温氧化涂层

为了提高纯钛的高温抗氧化性能,采用电弧喷涂和等离子喷涂方法在纯钛表面制备Ni/Al复合涂层.利用激光重熔使得Ni层与Al层发生冶金反应,对试件进行800℃×40 h连续氧化.根据生成的金属间化合物特征研究纯钛的高温抗氧化行为.结果表明,经过表面改性处理后Ni/Al复合涂层可以显著提高纯钛的高温抗氧化性能.在激光重熔过程中Ni/Al复合涂层中的Al发生熔化扩散并与Ni形成以Ni₂Al₃相为主的扩散层.在氧化过程中Ni/Al复合涂层表面形成连续且致密的α-Al₂O₃氧化膜与大量NiAl相,表面扩散层中的富铝相可为表面提供充足的Al元素,进而对纯钛基体提供有效的高温抗氧化保护作用.     

TA1表面制备Ni/Al涂层的反应扩渗及抗氧化行为

为了提高纯钛的高温抗氧化性能,采用电弧喷涂和等离子喷涂方法在纯钛表面制备Ni/Al涂层.对试件进行900 ℃×5 h热处理后,再进行900 ℃×40 h连续氧化实验,探索其高温抗氧化行为.结果表明,经过表面改性处理的Ni/Al涂层可以显著提高纯钛的高温抗氧化性.在热处理过程中Ni/Al涂层中的Al发生熔化扩散并与Ni和Ti形成以NiAl与TiAl₃相为主的扩散层.在氧化过程中Ni/Al涂层表面形成连续且致密的α-Al₂O₃,同时表面扩散层中的富铝相可为涂层表面提供充足的Al元素,进而对纯钛基体提供有效的高温抗氧化保护作用.     

Effect of nano-size nickel particles on wear resistance and high temperature oxidation resistance of ultrafine ceramic coating

1　INTRODUCTIONImprovementsinaerogasturbineengineandartilleryrecoilabsorberperformanceintermsofpower ,efficiencyandmassnecessitatetheuseofhighspecific strengthandlow densitymaterials,whichresultsinthedevelopmentofawiderangeoftitaniumalloysinthecompressorsectionof modern gasturbinesandartilleryrecoilabsorber .Titaniumalloys,ingeneral,easilyabsorboxygen ,leadingtooxidationandalphaphaseformationwhenexposedtohightemperature ( >5 0 0℃ )inair,whichlimitsthehightemperaturecapabilityofalloysdueto…     

Surface characteristics and structure of oxide films containing Ca and P on Ti substrate

The oxide films were obtained in an electrolyte of calcium glyeerphosphate (Ca-GP) and calcium acetate (CA) by mieroare oxidation (MAO). The oxide films displayed a porous and rough structure on the film surface, and the roughness tended to increase with inereasing voltage of mieroare oxidation. The oxide film exhibited a uniform coating and tends to be well boned to the substrate. The thiekness of oxide films depended on the final voltage at a eonstant concentration of eleetrolyte solution. Ca and P were also incorporated into the oxide film during the mieroarc oxidation process, It was found that the electrolyte of ealeium glyeerphosphate ( Ca-GP) and ealeium acetate (CA) was suitable for microarc oxidation to form oxide film eontaining Ca and P on Ti substrate. The eoneentration of Ca and P were 11.6 at% and 6. 4 at% , respectively, when microare oxidation was performed in the electrolyte of 0. 06 M Ca-GP and 0. 25 M CA at current density 50 A/m^2 and final voltage 350 V. The composition of the Ca, P and Ti changed during depth profiling. The crystalline phases were only anatase when final voltage was below 300 V and rutile was presented when voltage was up to 350V. The microstructure, phase structure and phase composition were investigated by scanning electron microscopy (SEM) , atomic foree microscope (AFM) , energy dispersive X-ray mieroanalyser (EDX) , and X-ray diffraction (XRD),     

金卤灯电极电解氧化实验研究

金卤灯内胆大多由透明的石英玻璃与组件电极密封组成。根据玻璃与金属的润湿性原理, 在封接前, 通过电 解氧化的方法在金卤灯电极表面氧化成低价的金属氧化物, 解决两种相异材料的永久封接问题。选用金卤灯电极 70/100 W 为研究对象, 进行电解氧化处理实验研究。通过正交实验以及数据分析, 研究电解液盐酸含量、电解电压、 电解电流、电解反应时间 4 种实验参数及其交互作用对氧化层质量的影响。利用数显显微镜观察表面氧化层质量, 并在封接后进行漏气检测。实验结果表明：运用电解氧化方法在金属表面产生一层低价氧化物, 能使玻璃与金属形 成牢固的气密封接。     

电参数对TC4钛合金微弧氧化陶瓷膜的影响

以恒压模式在Na2CO3-Na2SiO3的电解液中对TC4钛合金进行微弧氧化,研究微弧氧化电参数:正向电压、脉宽、脉间对陶瓷膜表面形貌、厚度、粗糙度的影响。结果表明:电压恒定时增加脉宽和脉间有利于提高陶瓷膜的致密性;降低正向电压,降低脉宽,增加脉间有利于得到较薄的钛合金微弧氧化陶瓷膜;降低正向电压,降低脉宽,增加脉间有利于钛合金微弧氧化陶瓷膜的粗糙度减小.