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题目:酒石酸对钛合金硫酸阳极氧化的影响及机制

关键词:钛合金;阳极氧化膜;酒石酸

  摘要


本文以Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr(TA15)为研究对象,在酒石酸/硫酸混合酸中制备了具有多孔层结构的阳极氧化膜层。探究了酒石酸对钛合金硫酸阳极氧化过程的影响及酒石酸浓度对厚度和膜层耐蚀性能的影响。通过扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、拉曼光谱、光电子能谱(XPS)、电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)等手段研究酒石酸对钛合金阳极氧化过程的影响。

硫酸中添加酒石酸可以降低阳极氧化膜层的结晶度,进而抑制膜层中孔洞处氧的演变。另外,酒石酸的添加也会导致溶液对膜层的溶解作用下降。因此,酒石酸的添加可以加速钛合金阳极氧化膜层的生长速度。

研究了不同酒石酸添加浓度对钛合金阳极氧化膜层的影响,发现30g/L的酒石酸的添加可以增加膜层厚度,降低硫酸对钛合金阳极氧化膜层的溶解作用,弱化膜层中晶体的结晶度。相反,将70g/L和90g/L的酒石酸添加到溶液中后,膜层厚度较添加30g/L酒石酸时所获膜层厚度小,结晶度大,且溶解作用加强。电化学的测试结果显示,添加30g/L的酒石酸,阳极氧化膜层具有最优的耐蚀性能。添加70g/L和90g/L酒石酸时,耐性性能下降。

研究酒石酸的添加对Ti-10V-2Fe-3Al(TB6)航空钛合金的微观结构和耐蚀性能的影响。在阳极氧化过程中,随着酒石酸浓度的增加,膜层孔洞减小。加入酒石酸后,阳极氧化膜层的耐蚀性得以提高,并随着浓度的进一步增加而增加。酒石酸对膜层的晶体结构也有重要的影响,阳极氧化膜层在波数144cm-1处的拉曼强度随着酒石酸浓度的增加而下降。