1、钛(tai)合(he)金材(cai)料耐(nai)腐蚀(shi)性(xing)介(jie)绍
钛(tai)及钛(tai)合(he)金(jin)具有重量轻、强度大、热(re)强性高(gao)、比(bi)强度高、耐腐蚀、生(sheng)物(wu)相(xiang)容性(xing)好等(deng)许(xu)多(duo)优特性，被(bei)誉为未来(lai)的(de)金属(shu)、空(kong)间(jian)金属和(he)海(hai)洋(yang)金属(shu)，是(shi)具(ju)有发展前途(tu)的(de)新(xin)型结构(gou)材料。钛(tai)及(ji)钛合金(jin)可(ke)以用(yong)钛(tai)代替不(bu)锈(xiu)钢(gang)、镍(nie)基(ji)合(he)金和其它稀(xi)有金(jin)属(shu)，制(zhi)作各(ge)种热交换器(qi)、反应器、蒸馏塔、高(gao)压容(rong)器(qi)等(deng)设备(bei)。应用钛(tai)合金(jin)对(dui)于提(ti)高产(chan)品质量(liang)、延(yan)长设(she)备使用(yong)寿(shou)命、减少消(xiao)耗(hao)、降低(di)能耗、防止污(wu)染、降(jiang)低成(cheng)本、改(gai)善劳(lao)动条件和(he)提高(gao)生产率(lv)等(deng)方面都(dou)有(you)十(shi)分(fen)重(zhong)要(yao)的意(yi)义。但是钛(tai)合金本(ben)身硬(ying)度较低(di)，耐(nai)蚀(shi)性、高温(wen)抗氧化性(xing)能(neng)差(cha)，使(shi)它(ta)的应(ying)用范围(wei)受(shou)到(dao)限制。对钛(tai)合金进行(xing)微弧(hu)氧化处(chu)理(li)工艺，可以在(zai)钛(tai)合(he)金(jin)表(biao)面原(yuan)位形成(cheng)陶瓷(ci)膜(mo)，提高(gao)钛合(he)金的(de)耐(nai)磨性及(ji)耐腐(fu)蚀性能(neng)，对(dui)钛合(he)金(jin)进行微(wei)弧(hu)氧(yang)化处理(li)时常(chang)常(chang)存(cun)在(zai)一定的问(wen)题(ti)，影响(xiang)着微(wei)弧(hu)氧(yang)化处(chu)理的(de)效果。所以(yi)加强(qiang)分析研(yan)究钛及(ji)其(qi)钛(tai)合金(jin)微弧氧(yang)化(hua)工艺(yi)存(cun)在(zai)的(de)问题，对(dui)于(yu)其应(ying)用具有实际(ji)意(yi)义。
2、钛(tai)合金(jin)微弧(hu)氧(yang)化(hua)工艺(yi)存(cun)在的问(wen)题
将(jiang)微(wei)弧(hu)氧(yang)化技术(shu)应用(yong)于(yu)处(chu)理钛(tai)及(ji)钛(tai)合金，目前(qian)主要有交(jiao)流微(wei)弧氧(yang)化技术、直(zhi)流(liu)微(wei)弧(hu)氧(yang)化(hua)技术(shu)及(ji)其(qi)他技(ji)术(shu)。虽然取(qu)得了(le)一定的发展，并(bing)向(xiang)实用(yong)化迈(mai)进了(le)一(yi)大步(bu)。但(dan)对于规(gui)模化(hua)工(gong)业(ye)应用(yong)还存(cun)在许多(duo)技术(shu)问(wen)题。一(yi)是如何(he)降低大规模钛合(he)金微弧氧(yang)化工(gong)艺(yi)生(sheng)产(chan)的(de)成本也(ye)是(shi)急(ji)需(xu)解(jie)决(jue)的问题。根(gen)据微(wei)弧氧(yang)化理(li)论(lun)，对(dui)钛及钛(tai)合(he)金(jin)进(jin)行(xing)微弧氧化(hua)处理更(geng)大(da)表(biao)面(mian)积(ji)的(de)零(ling)件(jian)意味(wei)着高能耗(hao)，而(er)且(qie)生(sheng)产环(huan)境危(wei)险(xian)，生(sheng)产(chan)中微(wei)弧产(chan)生(sheng)大(da)量的热，需(xu)要庞大的冷却(que)装置(zhi)系(xi)统(tong)来冷却(que)电(dian)解液(ye)，这些(xie)都增(zeng)加(jia)了该(gai)技术(shu)的(de)成(cheng)本。二(er)是(shi)钛(tai)合(he)金进(jin)行(xing)微弧(hu)氧化(hua)处(chu)理过程中形成(cheng)陶瓷(ci)膜(mo)的热(re)力(li)学和动(dong)力(li)学规律还没有形成系(xi)统的理(li)论，需要建(jian)立合理的(de)模型(xing)来全(quan)面(mian)描述(shu)钛合(he)金微弧(hu)氧化时陶(tao)瓷(ci)膜的(de)形(xing)成(cheng)规(gui)律，以(yi)便(bian)指导(dao)试(shi)验研(yan)究(jiu)和理论(lun)分析。三是(shi)钛合金(jin)微弧氧化(hua)液的设计及优化(hua)研(yan)究较(jiao)少，有关(guan)基体(ti)成(cheng)分(fen)设(she)计(ji)及(ji)成分(fen)对微(wei)弧氧(yang)化膜(mo)组(zu)织和(he)性能(neng)的影(ying)响研究还(hai)不(bu)多。四是(shi)由于(yu)钛合(he)金(jin)微弧(hu)氧化表(biao)面(mian)层(ceng)耐污性较(jiao)差，孔(kong)洞(dong)较(jiao)多(duo)，钛(tai)合(he)金(jin)基(ji)体与陶瓷膜过渡(du)层之(zhi)间(jian)有(you)明显分(fen)层现(xian)象，氧化(hua)膜(mo)与(yu)基(ji)体结合(he)力较(jiao)差(cha)，不利(li)于(yu)直(zhi)接(jie)使(shi)用，必(bi)须(xu)进(jin)行(xing)表(biao)面(mian)涂装，目前(qian)对微(wei)弧(hu)氧(yang)化层的(de)涂(tu)装处理(li)研究(jiu)很少(shao)，影响(xiang)了(le)钛合(he)金微(wei)弧氧(yang)化技术(shu)的应用。
3、钛(tai)合(he)金微(wei)弧氧(yang)化(hua)的(de)研(yan)究(jiu)方向(xiang)
结合钛合金(jin)微弧(hu)氧(yang)化工(gong)艺存在(zai)的问(wen)题，钛(tai)合金微(wei)弧氧(yang)化(hua)技(ji)术的(de)研(yan)究(jiu)方(fang)向(xiang)主要有(you)以(yi)下(xia)几方面(mian)。一(yi)是(shi)如何(he)提(ti)高(gao)钛(tai)合(he)金(jin)微(wei)弧氧化设(she)备(bei)产能(neng)和(he)能(neng)源(yuan)利(li)用(yong)率问题。在(zai)微弧氧化(hua)过(guo)程中(zhong)，电(dian)流效(xiao)率较低，溶液热(re)能值占(zhan)总(zong)电(dian)能(neng)比(bi)例(li)较少，大(da)量(liang)的能(neng)量浪(lang)费(fei)在(zai)溶液(ye)升(sheng)温过程，能源利(li)用率较(jiao)低(di)，提高(gao)设(she)备(bei)的产能和(he)能源(yuan)利(li)用率(lv)非常重(zhong)要。二是如何提(ti)高(gao)和(he)稳定钛(tai)合金微(wei)弧(hu)氧(yang)化(hua)陶瓷膜的表面(mian)质量(liang)，解决颜(yan)色单一(yi)，难于(yu)满(man)足多样性(xing)问(wen)题。钛合金微弧(hu)氧(yang)化工(gong)艺(yi)解(jie)决了(le)材(cai)料(liao)的防(fang)腐(fu)蚀、耐(nai)磨(mo)损(sun)等(deng)问题(ti)，但是钛合金微弧(hu)氧(yang)化(hua)能生(sheng)产出(chu)的(de)陶(tao)瓷(ci)层颜(yan)色还(hai)比较(jiao)单(dan)一，主(zhu)要(yao)有有黑色(se)、白色(se)、灰(hui)色(se)和(he)咖(ka)啡(fei)色(se)，这样就限(xian)制(zhi)了(le)它(ta)的应(ying)用，特(te)别(bie)是(shi)当(dang)把微(wei)弧氧(yang)化(hua)技术(shu)应(ying)用(yong)到(dao)零件(jian)外(wai)观(guan)设计(ji)处理(li)方(fang)面(mian)。三(san)是(shi)如(ru)何(he)解(jie)决(jue)钛(tai)合金微弧(hu)氧化膜(mo)层(ceng)表(biao)面的光泽度(du)和粗糙(cao)度(du)问(wen)题(ti)。根(gen)据微弧放电(dian)机理(li)，微(wei)弧(hu)氧(yang)化陶瓷(ci)层(ceng)存在大(da)量微孔(kong)，孔(kong)洞(dong)的大(da)量(liang)存(cun)在和孔(kong)洞分(fen)布(bu)的(de)不均(jun)匀(yun)性(xing)影(ying)响(xiang)着(zhe)钛(tai)合(he)金(jin)零件(jian)表面(mian)的光泽(ze)度和(he)粗糙度(du)。另外，随(sui)着零(ling)件表面几何(he)形(xing)状的(de)变化(hua)，微(wei)弧氧(yang)化(hua)膜的(de)孔(kong)洞(dong)半径(jing)、孔(kong)隙(xi)率、孔洞(dong)分布的(de)均匀(yun)性(xing)、表面粗(cu)糙度也(ye)发生变化(hua)，而且(qie)表(biao)面粗糙(cao)度(du)随(sui)着(zhe)膜(mo)厚(hou)度(du)的增(zeng)加而增大(da)，这(zhe)样(yang)影响(xiang)膜层(ceng)表(biao)面的光(guang)泽(ze)度(du)，限制了微弧(hu)氧化(hua)陶(tao)瓷(ci)层的(de)应(ying)用(yong)领(ling)域。
4、钛合金微(wei)弧(hu)氧化(hua)技术的应用(yong)
钛(tai)合(he)金(jin)微弧氧化(hua)工(gong)艺作(zuo)为(wei)一(yi)种新兴的(de)表(biao)面(mian)处(chu)理技(ji)术，正(zheng)日(ri)益受到(dao)人(ren)们(men)的重(zhong)视，航(hang)空、航天工业、在机(ji)械(xie)制造业、纺织工业、民用品生(sheng)产领域(yu)，微(wei)弧氧(yang)化涂(tu)层也(ye)都具(ju)有(you)广阔(kuo)的应用(yong)前(qian)景。钛及(ji)其(qi)合(he)金微(wei)弧氧化形成(cheng)的TiO2膜(mo)不(bu)但(dan)绝缘性好，而且介电常数(shu)高，可用于电(dian)子材料(liao)。TiO2具(ju)有(you)很(hen)强的(de)氧化性(xing)，能(neng)够高(gao)效的分解(jie)有机物，能够(gou)光(guang)催化抗(kang)菌和分解有害气体(ti)，可(ke)用于水处(chu)理和(he)空(kong)气(qi)净化。钛(tai)及其(qi)合(he)金(jin)微(wei)弧(hu)氧(yang)化陶瓷(ci)膜(mo)在(zai)微弧(hu)氧(yang)化(hua)过程中(zhong)击穿(chuan)形成的(de)放(fang)电(dian)通道，在(zai)生物(wu)医(yi)用中(zhong)可使(shi)硬组织(zhi)植(zhi)入材(cai)料(liao)朝(chao)内生(sheng)长(zhang)，因此(ci)可(ke)望(wang)较(jiao)好(hao)地(di)改善(shan)与(yu)新(xin)生骨(gu)的(de)机械(xie)啮合(he)。人们(men)研(yan)究(jiu)发(fa)现(xian)，钙、磷是人体硬(ying)组(zu)织的基本(ben)成(cheng)分，为(wei)促进(jin)骨(gu)生(sheng)长(zhang)，人(ren)们(men)在微(wei)弧氧(yang)化(hua)电解(jie)液(ye)中引(yin)入(ru)钙(gai)、磷(lin)离子，形成富(fu)含(han)钙(gai)磷(lin)的二氧(yang)化(hua)钛薄膜，从而有效地提(ti)高(gao)生(sheng)物相容(rong)性和骨诱导性(xing)，缩(suo)短(duan)愈合(he)时(shi)间。钛(tai)及其(qi)合(he)金微弧(hu)氧(yang)化技(ji)术可在形状(zhuang)复杂、线性(xing)尺寸(cun)相差很(hen)大(da)的(de)零件上形成均匀(yun)、坚(jian)硬的(de)膜层，有利于(yu)防(fang)止在(zai)使用中与(yu)钛合金接(jie)触的(de)由铜材(cai)料(liao)、钢(gang)材、其他(ta)合金(jin)制造的管道及(ji)其他船舶(bo)制(zhi)造(zao)零件在海(hai)水中腐(fu)蚀(shi)，有利(li)于(yu)提高(gao)钛(tai)及(ji)其合金的(de)抗腐蚀性。
5、钛(tai)合(he)金微弧氧(yang)化(hua)技术(shu)的展(zhan)望(wang)
同(tong)其(qi)他(ta)钛合(he)金(jin)表面(mian)处理技术相(xiang)比(bi)，钛(tai)及(ji)其(qi)合(he)金(jin)微弧氧化(hua)技(ji)术具(ju)有(you)工(gong)艺简(jian)单(dan)易(yi)行(xing)、环保(bao)，处理过程对基体(ti)无有害影响等(deng)诸(zhu)多(duo)优(you)点，其(qi)发(fa)展趋(qu)势(shi)是(shi)在(zai)完(wan)善(shan)钛合金(jin)微弧氧(yang)化(hua)放(fang)电(dian)模型(xing)和(he)膜层生长模(mo)型的基(ji)础上，将(jiang)钛(tai)合金(jin)表面(mian)微(wei)弧(hu)氧(yang)化(hua)技术与(yu)其(qi)它表面处理技(ji)术(shu)相(xiang)结合(he)，以(yi)提(ti)高钛合(he)金表(biao)面微弧氧(yang)化(hua)膜层(ceng)的(de)使(shi)用(yong)性(xing)能(neng)和(he)应(ying)用范围。还要(yao)根据钛(tai)合(he)金(jin)零(ling)件的(de)性(xing)能(neng)要求，合理设(she)计(ji)钛合(he)金表(biao)面微弧氧化陶(tao)瓷层组(zu)成相，以(yi)获得(de)具(ju)有耐(nai)磨、抗氧化(hua)、低(di)摩擦系数、热阻性(xing)高的(de)表面(mian)，获(huo)得(de)结(jie)合强度高(gao)、性能优(you)良(liang)的(de)钛(tai)合(he)金(jin)表(biao)面微(wei)弧氧(yang)化(hua)陶瓷(ci)涂层，进一(yi)步拓宽(kuan)钛合金表面(mian)改性技(ji)术发展(zhan)的新途径(jing)与(yu)新方法，增(zeng)强(qiang)钛(tai)及(ji)其合金微(wei)弧氧(yang)化(hua)的(de)应用(yong)前(qian)景(jing)。
相关(guan)链(lian)接(jie)
