工业纯钛焊接接头的表面纳米化及其性能

利用表面机械研磨法对工业纯钛焊接接头的表面进行处理，通过X射线衍射及透射电镜分析，表明经处理后的工业纯钛焊接接头表面晶粒尺寸达到了50nm左右，纳米化深度约30～40μm。显微硬度试验结果表明，经处理后样品表面的硬度有很大提高，焊缝和热影响区的硬度趋于一致。腐蚀试验证明工业纯钛焊接接头经表面纳米化处理，其耐盐酸腐蚀性能有所提高。     

NiTi形状记忆合金微弧氧化陶瓷层的制备及其工艺性研究

通过微弧氧化的方法在NiTi形状记忆合金表面制备陶瓷层.在微弧氧化之前,用常温王水对NiTi形状记忆合金进行去镍选择性腐蚀,并与工业纯钛和未经王水腐蚀的合金试样进行对比,研究了其表面形貌、相组成和微弧氧化的工艺性.研究结果表明:王水腐蚀10 min的NiTi形状记忆合金试样,微弧氧化工艺性及陶瓷层表面形貌与工业纯钛同一...     

搅拌摩擦加工加入SiC粒子的TA2纯钛表面改性

在TA2工业纯钛表面通过搅拌摩擦加工,利用搅拌旋转产生的纯钛表面塑形变形过程使SiC粒子进入材料表面基体组织,实现改善工业纯钛表面硬度及其耐磨性的目的。文章研究了搅拌摩擦加工后TA2工业纯钛显微组织特征,对比分析了TA2工业纯钛加入SiC粒子的搅拌摩擦加工区与未加入SiC粒子的搅拌摩擦加工区摩擦磨损及电化学腐蚀性能。结果表明:TA2工业纯钛表面经加入SiC粒子的搅拌摩擦加工后,SiC粒子被成功加入材料表层基体组织,搅拌加工区晶粒发生了剧烈的塑性变形、破碎,实现加工区组织结构的致密化和细化;经加入SiC粒子的搅拌摩擦加工后TA2工业纯钛抗摩擦磨损性能明显提高,但电化学腐蚀性能有小幅下降。     

体外浸泡纯钛的表面腐蚀和ECAP的影响

采用在Ringer模拟体液静态体外浸泡的方法,研究工业纯钛试片经过一定时间的浸泡后的失重和表面形貌的变化。采用等通道径角挤压(ECAP)方法处理工业纯钛并与粗晶纯钛进行对比,对ECAP处理的TA9和粗晶TA9也做了对比。结果表明:纯钛在400℃ECAP处理后的微观组织形成具有明显方向性的板条状组织,ECAP纯钛表面沉积的Na Cl晶体数量大于粗晶Ti,TA9也表现出相似结果。纯钛的腐蚀机制是一种受到电偶腐蚀控制的均匀腐蚀,细晶组织导致电偶的数量增加。     

纯钛温度计套管在含盐酸介质中表面变色原因分析

纯钛温度计套管在含盐酸介质中使用3个月后表面产生灰黑色现象。通过外观检查、化学成分分析、力学性能测试、微观组织形貌及EDS微区成分分析等方法，探究钛温度计套管表面变色原因。结果显示，钛温度计套管外表面局部呈灰色或灰黑色可能是因为发生了吸氢腐蚀；在盐酸环境下，介质中的F元素加速了钛基体吸氢腐蚀并使表面出现微裂纹。     

Hank‘s人工模拟体液中离子注氮对4种植入金属材料腐蚀行为的影响

采用电化学测试技术研究了离子注氮对SUS316L不锈钢，Co-Cr合金，工业纯钛和Ti-6Al-4V植入合金在Hank’s人工模拟体液中腐蚀行为的影响。腐蚀电位和极化曲线的测量结果表明，注氮使4种植入金属材料的腐蚀电位正移，钝化电位区间扩大，耐蚀性明显提高。注氮的工业纯钛和Ti-6Al-4V合金的耐蚀性最佳，其钝化区拓宽为4V以上。通过AES分析发现，离子注氮后钛及其合金表面形成的氮化钛膜层及弥散的氮化钛析出相的化学效应，使基体电化学性能得到提高。注氮的Co-Cr合金的耐蚀性略优于SUS316L不锈钢。Co-Cr合金表面形成的钴氮化合物相对基体起到保护作用，降低了腐蚀速率。SUS316L不锈钢表面形成铁和铬氮化合物膜，有效地阻止了Cr^3 的水解，且氮离子注入促进Fe3O4的产生，提高了耐腐蚀性能。     

超细晶纯钛微弧氧化表面润湿性和耐腐蚀性能研究

以纯钛为原料,经等通道转角大应变加工处理得到超细晶纯钛,采用微弧氧化法对纯钛和超细晶纯钛表面进行了改性处理,研究了改性处理对样品的表面形貌、润湿性和耐腐蚀性等的影响。实验发现微弧氧化处理后,虽纯钛及超细晶纯钛表面均形成多孔氧化膜层、接触角减小、表面粗糙度和表面能提高,但与纯钛相比,超细晶纯钛腐蚀速率与电流密度较纯钛的更小。因此,经微弧氧化法改性后,超细晶纯钛比纯钛更适合应用于医用植入物领域。     

镁合金表面电火花处理及其耐蚀性研究

通过电火花堆焊工艺,在AZ31镁合金基体上制备了铝堆焊层。试样经封闭处理后,在3.5%的Na Cl溶液中进行浸泡腐蚀。利用扫描电镜、能谱分析仪对复合涂层表面、截面形貌及元素组成进行分析。结果表明:在电压40 V、频率300 Hz的工艺参数下,纯铝焊丝电火花堆焊的涂层缺陷最少,且与基体发生冶金结合。铝涂层在3.5%的Na Cl溶液中发生钝化,涂层边界发生缝蚀,铝涂层表面腐蚀形貌为点蚀坑,与基体大面积沟壑状腐蚀形貌相比,试样耐蚀性得到了大幅度提高。     

钛制换热器氢腐蚀破坏失效分析

针对两种典型钛制化工设备（换热器管束和筒体）的腐蚀破坏进行失效分析,采用宏观和微观腐蚀形态和结构、材质成分和金相显微组织分析等技术手段分析工业纯钛和钛钯合金腐蚀破坏的原因.结果表明,两种典型钛制化工设备的腐蚀破坏均为吸氢腐蚀破坏,系由钛材从环境腐蚀介质中吸氢后在基体内部形成大量脆性TiH2相而引起的脆性所致,并最终因钛材表面发生脆性粉化和剥落而导致破坏.     

氮等离子焰纯钛表面氮化

利用改造TIG焊枪通入N2+Ar混合气体产生氮等离子焰,在大气中直接加热纯钛试件,使基体表面的Ti元素与等离子焰中的N元素相互作用形成氮化层.主要研究了氮化温度和氮化时间对纯钛表面氮化层组织及性能的影响规律,得到了较佳氮化工艺参数.采用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射等检测方法,分析了氮化层的形成机理、表面及截面微观形貌,并测试了表面显微硬度及耐磨性.结果表明,氮化层主要由TiN相组成,组织均匀、致密,与基体为良好的冶金结合,有效地改善了纯钛基体的耐磨性.     

热等离子束照射工业纯钛快速渗氮制备表面氮化层

以热等离子束作为等离子源，以氮气、氢气混合气体作为工作气体，对工业纯钛进行表面渗氮处理，并利用显微硬度仪、X射线衍射仪、扫描电镜、金相显微镜分别对氮化后试样进行显微硬度测定、相结构及断面形貌分析。结果表明：在等离子束对试样进行15min的照射后即可在工业纯钛（TA2）表面获得具有一定厚度的硬度较高的氮化层。     

纯钛表面等电位空心阴极辉光放电无氢渗碳的研究

在纯钛相变温度下,利用等电位空心阴极辉光放电技术在纯钛表面进行无氢渗碳处理。分别利用扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪对试样的表面形貌、成分分布和相组成进行分析;利用摩擦磨损试验仪对试样的摩擦学性能进行研究;利用电化学工作站,在常温静态条件下对试样在3.5%NaCl水溶液的耐蚀性能进行研究;结果显示,经过无氢渗碳处理,在纯钛表面形成了高硬度的合金改性层,改性层的最大厚度是7.5 μm,最大显微硬度是1298 HV0.2,是基体硬度的5.43倍。由于表面硬度的提高,试样的耐磨性能也显著增强,试样的平均摩擦系数是0.312,较原始试样的0.746明显降低。在3.5%NaCl水溶液中,试样的最低年腐蚀速率是原始试样的1/11。因此,在保证基体力学性能的前提下,试样的耐磨耐蚀性能明显提高。     

表面纳米化等离子渗镍对工业纯钛抗腐蚀性能的影响

采用机械研磨对工业纯钛表面纳米化处理,利用等离子双辉进行纯钛表面渗镍。借助SEM、XRD分析处理后的表面形貌、晶粒大小,利用极化曲线以及阻抗谱分析处理后的表面抗腐蚀性能。利用极化曲线以及阻抗谱对处理后的表面进行抗腐蚀性能进行分析。结果表明经过机械研磨处理后的钛表面产生了一层纳米晶,双辉等离子渗镍后的钛表面均匀包覆了一层镍的涂层,试样在模拟海水环境中的抗腐蚀性能有了明显提升,较未处理试样,自腐蚀电位提升了0.35 V,自腐蚀电流密度降低了1.87 A·cm~(-2),极化电阻增加了29.4Ω·cm。     

纯钛表面等电位空心阴极辉光放电无氢渗碳的研究（英文）

在纯钛相变温度下,利用等电位空心阴极辉光放电技术在纯钛表面进行无氢渗碳处理。分别利用扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪对试样的表面形貌、成分分布和相组成进行分析;利用摩擦磨损试验仪对试样的摩擦学性能进行研究;利用电化学工作站,在室温静态条件下对试样在3.5%Na Cl水溶液中的耐蚀性能进行研究。结果显示,经过无氢渗碳处理,在纯钛表面形成了高硬度的合金改性层,改性层的最大厚度是7.5μm,最大HV_(0.2)显微硬度为12.98 GPa,是基体硬度的5.43倍。由于表面硬度的提高,试样的耐磨性能也显著增强,试样的平均摩擦系数是0.312,较原始试样的0.746明显降低。在3.5%NaC l水溶液中,试样的最低年腐蚀速率是原始试样的1/11。因此,在保证基体力学性能的前提下,试样的耐磨耐蚀性能明显提高。     

表面纳米化对工业纯钛拉伸性能的影响

通过SMAT技术实现了工业纯钛表面纳米化,并利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜和高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)分析技术对表面纳米结构层进行了表征,对比研究了工业纯钛和经SMAT处理表面纳米化工业纯钛的拉伸性能,讨论了表面纳米化对工业纯钛拉伸性能的影响。结果表明:经SMAT处理后,由于表面纳米晶的形成和变形层中高密度的孪晶与位错共同的作用,工业纯钛的屈服强度、抗拉强度提高而伸长率降低。试样经SMAT处理后,沿处理面到中心晶粒尺寸不同,使得SMAT试样拉伸断裂后处理面与中心的断裂类型不同,表面纳米晶层和亚晶层的断裂主要是滑移分离断裂,而基体粗晶部分断裂为微孔聚集型断裂。     

纯钛Mo-N共渗改性层在H2SO4溶液中的腐蚀行为研究

采用等离子表面合金化技术对纯钛进行Mo—N共渗。利用电化学腐蚀系统对改性层及基体在0．5mol／L的H2S04溶液中进行电化学对比实验。实验结果表明，纯钛表面Mo—N共渗可以得到致密、均匀的表面改性层，改性层由沉积层和扩散层组成，厚度为4μm；改性层表面由钼氮化合物Mo16N7组成；Mo—N改性层提高了纯钛在0．5mol／L的H2SO4溶液中的耐蚀性，并对改性层在稀硫酸介质中腐蚀机理进行了初步探讨。     

钛表面预处理对溶胶-凝胶法制备羟基磷灰石涂层的影响

利用溶胶-凝胶法在工业纯钛表面制备羟基磷灰石（HA）涂层，探讨了酸洗和浓碱热处理两种基体预处理工艺对涂层的影响；用接触角仪测量了涂覆前两种预处理后基体的接触角并计算其表面能；用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）分析了基体和涂层的表面、截面形貌及成分。结果表明：通过溶胶-凝胶法，在基体表面涂覆了HA涂层；与酸洗基体相比，浓碱热处理后在钛表面生成了网状多孔的钛酸钠水凝胶层，提高了基体的表面活性及表面能，由酸洗后的57．68mJ·m^-2增加到浓碱热处理后的77．34mJ·m^-2，尤其是极性色散比由0．235增至0．727，有利于HA在其表面涂覆，减少了提拉次数且HA涂层致密、厚度均匀约为3μm；提高了涂层与基体的结合力。     

纯钛表面辉光放电W-Mo共渗层的耐磨及耐蚀性能

采用等电位空心阴极辉光放电技术对纯钛进行W-Mo二元共渗,通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计对试样的结构形貌、渗层成分分布及相组成、硬度进行研究.利用摩擦磨损试验仪对试样的摩擦学性能进行研究,利用电化学腐蚀工作站,研究了W-Mo合金渗层在常温静态条件下,在3.5％ NaCl腐蚀介质中的耐蚀性能.结果表明,经W-Mo共渗处理后纯钛表面形成了一层均匀致密的W-Mo改性层,渗层最大厚度达到16.6 μm,最大硬度达到1196HV0.1,是基体的6.85倍.W-Mo共渗后改性层主要由W、Mo、MoTi、TixW1-x相组成.由于表面硬度的大幅提升,试样表面的耐磨性也显著提高,最低摩擦系数仅为0.23,较原始试样的0.516明显减小.测得的试样最低腐蚀速率为0.0016 mm/a,是原始试样的1/230,耐蚀性能也显著提高.     

热等离子束照射工业纯钛快速渗氮制备表面氮化层

以热等离子束作为等离子源,以氮气、氢气混合气体作为工作气体,对工业纯钛进行表面渗氮处理,并利用显微硬度仪、X射线衍射仪、扫描电镜、金相显微镜分别对氮化后试样进行显微硬度测定、相结构及断面形貌分析.结果表明:在等离子束对试样进行15 min的照射后即可在工业纯钛(TA2)表面获得具有一定厚度的硬度较高的氮化层.     

酸蚀刻剂对钛基体及其IrO2-PbO2涂层表面形貌及电化学性能的影响研究

采用热分解法制备Ti/IrO₂-PbO₂阳极,深入研究硫酸、硝酸、盐酸、草酸、盐酸/草酸蚀刻顺序对Ti/IrO₂-PbO₂阳极性能的影响规律,借助场发射扫描电子显微镜、X射线衍射、循环伏安法、线性扫描伏安法、电化学交流阻抗谱、加速寿命试验等考察钛基体及氧化物涂层的形貌、结构及电化学行为。结果表明：钛基体在双酸中的腐蚀效果优于单酸,获得更致密更均匀的表面结构。双酸腐蚀使钛表面拥有完整的TiH_x晶型,有助于提高涂层负载量,增强活性层与基体的结合力。改变双酸蚀刻顺序对阳极电化学性能有一定的影响。草酸/盐酸蚀刻剂处理Ti/IrO₂-PbO₂阳极具有最佳的电催化活性与最长的加速寿命。