钛及其合金微弧氧化镀层的形成及性质

钛及其合金微弧氧化是近期发展起来的表面处理技术 ,它将广泛用于航空、航天及造船工业。微弧氧化与阳极极化有着密切地联系 ,微弧等离子工艺则是微弧氧化的基础 ,所以研究阳极极化试样表面镀层的增长规律及微弧等离子工艺很重要 ,对了解镀层性质起到关键性的作用。与普通阳极氧化相比较 ,微弧氧化是在较高的电压条件下实现的 ,在该电压下有时发生微光或亮区 ,然后发生火花、微弧放电 ,最后发生强大电弧放电[1 ] 。用这种方法获得的镀层具有一系列各种重要的物理性质 ,个别情况下还具有很高的电阻、耐腐蚀性质 ,与基层相比具有较大的硬度。…     

TC4钛合金微弧氧化膜层高温氧化性能研究

利用微弧氧化(MAO)技术在TC4钛合金表面原位制备陶瓷膜层,并通过硅酸钠水溶液对膜层进行了封孔处理。采用X射线衍射仪(XRD)分析了膜层相组成,通过扫描电子显微镜(SEM)观察了膜层表面形貌。通过粘结拉伸测试,比较了膜层在封孔前后与基体的结合强度。利用高温氧化实验,考察了TC4基体及膜层试样封孔前后的抗高温氧化性能。结果表明:微弧氧化膜层与基体间的结合强度较高,经封孔处理及高温氧化100 h后,膜基结合强度降低至4.29 MPa。与TC4基体相比,微弧氧化膜层的高温氧化增重量小,抗高温氧化性能得到了显著的提高。封孔处理提高了微弧氧化膜层的致密性,使其能更好地阻止氧透过膜层向基体内侵入,进一步提高了膜层的抗高温氧化性能。     

电源工作模式对微弧氧化过程和膜层性能的影响

通过对目前正在应用的各种微弧氧化电源工作模式进行综合比较,探讨了它们各自的特点和适用范围,并且通过实验研究了电源工作模式对微弧氧化过程和膜层性能的影响.     

镁合金微弧氧化研究

本文介绍以硅酸盐溶液为氧化液对AZ31镁合金进行的微弧氧化实验。讨论了氧化膜的性能，并采用正交试验的方法分析了主要成膜物质对膜性能的影响。     

镁合金微弧氧化研究

在两种体系中研究了镁合金的微弧氧化.对比实验表明,磷酸盐体系中钕对氧化膜外观、厚度和耐蚀性有较大改善,提高钕盐浓度效果更佳;硅酸盐体系中,用稀土盐溶液浸泡试样后,制得的试样表面颜色较白,膜层分布更均匀,起弧容易.两种体系中用稀土转化膜取代镁合金表面的自然氧化膜进行微弧氧化处理,获得的陶瓷层分布更加均匀,表面更光滑致密,耐蚀性显著加强.     

稀土添加剂对微弧氧化膜层影响的研究进展

微弧氧化（MAO）技术是一种在金属表面原位生长陶瓷膜层的表面改性技术,可以大幅度提高金属的耐磨、耐腐蚀、耐热冲击等性能。但膜层表面粗糙多孔且存在裂纹是限制该技术进一步发展的瓶颈。诸多研究表明在电解液中添加稀土是改善MAO陶瓷膜层性能的有效手段之一。稀土添加剂能促使基体膜层钝化,提高溶液导电率,加快基体阳离子向膜层表面迁移速度,从而降低膜层粗糙度及孔隙率,提高厚度,增强结合力,改变相组成,继而提高膜层硬度,对膜层减摩耐磨、耐腐蚀、润湿性、抗高温氧化及耐热冲击性能均有一定影响。探讨了稀土添加剂对MAO膜层性能影响机制,最后指出了稀土添加剂未来应解决稳定分散、制备催化及生物活性膜层、多种添加剂复配等研究方向。     

钛合金表面微弧氧化耐磨和耐蚀膜层的研究进展

微弧氧化是一种直接在有色金属或其合金表面原位生成陶瓷膜的新技术,利用该技术可在钛合金表面生成耐磨和耐蚀性能优良的膜层。介绍了微弧氧化技术及其特点、钛合金表面微弧氧化耐磨和耐蚀膜层的研究进展,并指出了钛合金表面微弧氧化耐磨和耐蚀膜层的应用前景和今后膜层研究的发展方向。     

铝合金微弧氧化陶瓷层的耐磨性

应用微弧氧化这一高新表面改性技术在LY12铝合金表面形成陶瓷膜层,并对其在常温下的耐磨性能进行了对比测试与分析。实验结果表明,微弧氧化陶瓷膜层的表面磨损外观比较均匀,磨损痕迹也比较轻微,其表面硬度达到2500HV,是基体的10倍以上。由此可见,微弧氧化技术大大改善了铝合金表面耐磨特性和硬度。

     

钛及钛合金植入物表面载铜微弧氧化涂层研究进展

钛及其合金微弧氧化（MAO）是一种通过电弧放电产生的瞬时高温高压作用,在钛及其合金表面原位生长出硬质氧化陶瓷膜的表面处理技术。科学研究表明,掺杂铜元素的氧化陶瓷层可以同时实现植入物的抗感染和成骨活性。本文初步介绍了微弧氧化的基本原理,探讨了铜元素的抗菌和成骨活性,重点归纳和总结了国内外载铜微弧氧化涂层的研究进展,最后展望了医用钛合金表面载铜微弧氧化涂层的发展方向。     

钛阳极氧化膜的着色

根据光的干涉原理进行的钛的阳极氧化膜着色，通常被用作建筑钛材的 以方法。虽然这些氧化薄膜是非常精采动人的，但它们不能提供中够的耐久性受干涉原理的限制其厚度太薄。我们研究开发的着色技术，获得了厚度数量级为μｍ而且具有高耐久性 的电解着色薄膜。     

Formation of Coatings by Anodic Microarc Oxidation and Their Operation in Thermally-Stressed Assemblies

The effect of the range of electrophysical conditions on the course of anodic microarc oxidation is studied. Process parameters are optimized and a number of production procedures are developed for providing the preparation of efficient ceramic coatings that are effective heat protection for thermally stressed assemblies of internal combustion engines. Coating thickness may reach up to 200 (m that was previously considered impossible. The results form the basis of a production method for the ceramic heat-resistant coating by anodic microarc oxidation for the piston head of a high-power internal combustion engine.     

复合氧化法制备多孔二氧化钛梯度薄膜

为了阻止金属离子向体液中游离和改善纯钛植入体的生物相容性，采用复合氧化法，即将预阳极氧化及微弧氧化相结合的方法，对纯钛试件进行表面改性。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和SEM附带的能谱仪(EDS)对薄膜的相组成和形貌进行了分析和观测；用MH-3型显微硬度测试计和WS-97型划痕仪对薄膜的硬度和结合强度进行了测试。结果表明：复合氧化法可以制备出表面多孔、内层致密的二氧化钛梯度薄膜，致密的锐钛矿型二氧化钛薄膜的厚度约为0．7μm，多孔的锐钛矿和金红石混合型薄膜的厚度约为1．7μm。薄膜的表面硬度为370．0HV0.2，与基体的结合强度为52．7N。用复合氧化法制备的多孔二氧化钛梯度薄膜可有效地阻止金属离子的溶出，促进细胞的黏附和生长，临床应用前景广阔。     

国外氯化法钛白氧化反应器特点及分析

对国外主要氯化法钛白生产企业杜邦、康诺斯、特诺和科斯特公司氧化工序的生产技术,并重点围绕氧化反应器结构以及结疤清除技术进行了调研。结果表明:国外这四家大型氯化法钛白企业采用的物料加入流程大体相同,均采用事先预热物料O_2和TiCl_4的方法,以维持气相氧化的正常进行;均采用强制冷却的方法对燃烧室外壁进行保护。目前,国外大型氯化法钛白生产企业较倾向采用直径较小的反应室,并采用机械刮除法、喷砂法、气膜保护法或"喷砂+气幕"法解决氧化器结疤问题。     

钛及钛合金热氧化行为研究

对TA2纯钛和TA18钛合金试样在500～850℃温度范围内进行热氧化处理,采用静态增重法研究氧化速率,并采用XRD分析表层氧化物物相,探讨合金元素对热氧化动力学的影响机理。结果表明,TA2纯钛和TA18钛合金氧化增重都随温度提高而增大,在相同的热氧化温度和时间下,TA18钛合金的单位面积氧化增重曲线比TA2纯钛的平缓,增重比TA2纯钛慢;TA18钛合金的抛物线速率常数比TA2纯钛小,即TAl8钛合金的抗氧化性比TA2纯钛更好。TA2纯钛在600℃和700℃氧化的抛物线速率常数分别为1．24774×10、6．75902×10-2mg2·cm-4·h-1;TA18钛合金在600℃和700℃氧化的抛物线速率常数分别为7．853×10、3．66128×10-2mg2·cm-4·h-1。TA18钛合金抗氧化性比TA2纯钛更好的原因是：TA18钛合金氧化层由TiO2和A12O3组成,TA2纯钛氧化层完全由TiO2组成,A12O3比TiO2更致密,具有更好的阻挡氧向内层渗透的作用。     

工业纯钛TA2的氧化行为研究

研究了工业纯钛TA2在650~1 000℃的氧化行为。结果表明:低于800℃,氧化比较平缓,氧化6 h氧化膜未有脱落现象。高于800℃,则氧化比较剧烈;超过30 min,氧化膜就剥脱。氧化层结构由氧化层与氧扩散层组成,氧化层为钛的多种氧化物组成的混合物,呈多孔状,性脆易脱落;而氧扩散层为氧溶入钛的固溶体,性脆,与基体结合比较紧密,不易剥落。XRD分析表明氧化层的物相主要为TiO2以及TiO0.325、TiO0.48等低价的钛氧化物。     

钛合金的高温抗氧化性及其影响因素分析

综述了影响钛合金高温抗氧化性的因素,主要包括钛合金的组织形态、合金化元素、热暴露温度及时间等,总结了改善钛合金高温抗氧化性的方法是:采用合适的合金化、发展钛铝基金属间化合物、对钛合金成品进行预氧化处理和表面改性处理等,以期在这些理论的指导下采用合理的方法对钛合金及其制品进行处理,从而减少或杜绝钛合金在高温条件下使用过程中因氧化作用而带来的隐患。     

以正硅酸乙酯为原料包覆二氧化钛的工艺及机理研究

使用正硅酸乙酯(TEOS)作为硅源,采用溶胶-凝胶法在钛白粉表面包覆致密Si O_2膜层,对包膜过程的主要影响因素进行研究。用Si O_2沉积量和酸溶率综合评价包覆效果,确定了最佳包覆条件。使用胺类分散剂,采用并流加料方式,打浆浓度为200 g/L,温度为60℃,催化剂氨水添加量为4%,水醇比为1∶6.9时,达到最佳包覆效果。对比研究发现TEOS比硅酸钠包膜产物显示出更低的酸溶率和光催化活性,表明TEOS包覆的Si O_2膜层具有更高的致密度,包膜产物耐候性更高。红外光谱和扫描电镜表征确定了Si O_2膜层以化学键合的方式包覆于Ti O_2表面。使用电导率测定方法分析了包膜过程的机理。     

Ti40阻燃钛合金的高温氧化行为

研究了高稳定β型阻燃钛合金Ti40合金在900℃-1050℃温区内氧化时的氧化行为。结果表明：随着温度的升高及时间的延长，试样表面氧化皮由较为平整变化为表面氧化皮严重脱落且基体表面呈现为淡绿色。对该物质进行能谱分析后显示淡绿色物质为TiO2和Cr2O3的混合物。900℃～1000℃的氧化动力学曲线显示，随温度升高氧化增重急剧增加，在温度1000℃～1050℃范围内，试样氧化增重虽仍随时间的增加而增加，但总量有所下降。