1、钛合(he)金(jin)材(cai)料耐腐蚀性(xing)介(jie)绍
钛(tai)丝(si)、钛锻件(jian)等(deng)钛及(ji)钛(tai)合金材料(liao)具(ju)有(you)重(zhong)量轻(qing)、强度(du)大、热(re)强性(xing)高、比(bi)强(qiang)度高(gao)、耐腐(fu)蚀、生物(wu)相容性(xing)好(hao)等许多(duo)优特(te)性，被誉为(wei)未(wei)来(lai)的金属(shu)、空(kong)间金属和海洋金属(shu)，是(shi)具有发(fa)展(zhan)前途(tu)的(de)新型(xing)结构(gou)材(cai)料(liao)。钛及钛(tai)合(he)金(jin)可以(yi)用钛代(dai)替不锈钢(gang)、镍基合金(jin)和其(qi)它(ta)稀(xi)有(you)金(jin)属，制作各(ge)种热(re)交(jiao)换(huan)器(qi)、反应器(qi)、蒸(zheng)馏(liu)塔、高压(ya)容器(qi)等设备(bei)。应用(yong)钛合金(jin)对于(yu)提高(gao)产(chan)品质(zhi)量、延长设备使(shi)用(yong)寿(shou)命、减(jian)少(shao)消耗、降低能耗、防(fang)止污染、降(jiang)低成本、改(gai)善(shan)劳(lao)动条(tiao)件(jian)和(he)提高生产(chan)率等(deng)方面都(dou)有(you)十分(fen)重(zhong)要的(de)意(yi)义(yi)。但(dan)是(shi)钛合(he)金(jin)本(ben)身硬度(du)较(jiao)低，耐蚀性、高(gao)温(wen)抗氧化(hua)性(xing)能(neng)差(cha)，使(shi)它的应用(yong)范围(wei)受到(dao)限制(zhi)。对钛合金进(jin)行(xing)微(wei)弧(hu)氧(yang)化处理(li)工(gong)艺(yi)，可(ke)以(yi)在(zai)钛(tai)合金表面(mian)原(yuan)位(wei)形(xing)成陶(tao)瓷膜，提高钛(tai)合(he)金(jin)的耐(nai)磨(mo)性(xing)及(ji)耐(nai)腐蚀性能，对(dui)钛(tai)合金(jin)进(jin)行(xing)微(wei)弧(hu)氧(yang)化(hua)处(chu)理(li)时常(chang)常存(cun)在一定的问题，影响着微(wei)弧氧(yang)化处理的效果(guo)。所以加(jia)强分(fen)析研究(jiu)钛(tai)及(ji)其(qi)钛(tai)合(he)金(jin)微弧(hu)氧(yang)化(hua)工(gong)艺(yi)存(cun)在的(de)问题(ti)，对于(yu)其(qi)应用(yong)具有(you)实(shi)际(ji)意义。
2、钛(tai)合(he)金微弧(hu)氧(yang)化工艺存(cun)在的问(wen)题
将(jiang)微弧氧(yang)化(hua)技(ji)术应用于处理(li)钛(tai)及钛合(he)金，目(mu)前(qian)主(zhu)要有交(jiao)流(liu)微(wei)弧氧化技术、直流微(wei)弧(hu)氧化技(ji)术(shu)及(ji)其(qi)他技(ji)术(shu)。虽(sui)然(ran)取得了一定的(de)发展(zhan)，并向(xiang)实用化(hua)迈进了一(yi)大步。但对于规模(mo)化(hua)工业应用还存(cun)在许(xu)多技术问题(ti)。一(yi)是如何(he)降(jiang)低大规(gui)模钛(tai)合(he)金微弧(hu)氧化(hua)工(gong)艺生产(chan)的成(cheng)本(ben)也(ye)是急需(xu)解决(jue)的问题(ti)。根(gen)据微弧(hu)氧(yang)化理(li)论，对(dui)钛及钛(tai)合(he)金(jin)进行微(wei)弧氧(yang)化(hua)处理(li)更(geng)大(da)表面积的零(ling)件意(yi)味着(zhe)高能耗(hao)，而且生(sheng)产环(huan)境(jing)危(wei)险，生产(chan)中(zhong)微弧(hu)产生(sheng)大(da)量的热，需(xu)要庞大(da)的(de)冷却装置系统(tong)来冷却电(dian)解液，这(zhe)些(xie)都(dou)增加了(le)该(gai)技(ji)术的成本(ben)。二(er)是钛(tai)合(he)金(jin)进(jin)行微(wei)弧氧(yang)化处理过程中形成(cheng)陶瓷膜的(de)热(re)力(li)学和动力学规(gui)律还(hai)没(mei)有形成(cheng)系统(tong)的理论，需(xu)要建立合理的(de)模(mo)型(xing)来(lai)全(quan)面描(miao)述钛合金(jin)微(wei)弧氧化(hua)时陶瓷膜的形(xing)成规律(lv)，以便(bian)指导(dao)试验研(yan)究(jiu)和理论(lun)分(fen)析(xi)。三(san)是(shi)钛(tai)合(he)金微弧(hu)氧化液的设(she)计及优化(hua)研(yan)究(jiu)较少(shao)，有关基体成分设计(ji)及成(cheng)分对微(wei)弧(hu)氧化(hua)膜组(zu)织(zhi)和性(xing)能(neng)的影响(xiang)研(yan)究(jiu)还不(bu)多(duo)。四是由于钛合(he)金微(wei)弧氧(yang)化表面层耐污(wu)性(xing)较(jiao)差，孔洞(dong)较(jiao)多(duo)，钛合金(jin)基体(ti)与(yu)陶瓷(ci)膜过(guo)渡层之间(jian)有明显分(fen)层现象，氧化膜与(yu)基体(ti)结合(he)力较差，不利(li)于直接(jie)使(shi)用(yong)，必(bi)须(xu)进(jin)行表(biao)面(mian)涂装(zhuang)，目前对微弧(hu)氧化层的(de)涂(tu)装处理(li)研究很(hen)少，影(ying)响了钛(tai)合(he)金微(wei)弧(hu)氧(yang)化(hua)技(ji)术(shu)的应用。
3、钛合(he)金微(wei)弧(hu)氧化(hua)的研究方(fang)向(xiang)
结(jie)合钛(tai)合(he)金(jin)微(wei)弧(hu)氧(yang)化工(gong)艺(yi)存在的问(wen)题(ti)，钛(tai)合金微(wei)弧氧(yang)化技术(shu)的(de)研(yan)究方向主(zhu)要有(you)以(yi)下(xia)几方(fang)面(mian)。一是如何(he)提高钛合金(jin)微弧氧化(hua)设备产(chan)能(neng)和(he)能(neng)源利(li)用率(lv)问题(ti)。在(zai)微(wei)弧氧化过程中(zhong)，电流效(xiao)率较低，溶液热(re)能(neng)值(zhi)占总(zong)电能(neng)比例较(jiao)少(shao)，大量的能量(liang)浪(lang)费(fei)在(zai)溶液升温(wen)过程(cheng)，能源(yuan)利(li)用(yong)率(lv)较低(di)，提高设(she)备的(de)产能和(he)能(neng)源(yuan)利(li)用率非常重(zhong)要。二(er)是(shi)如何提高(gao)和稳(wen)定钛(tai)合(he)金微弧(hu)氧(yang)化(hua)陶(tao)瓷(ci)膜(mo)的(de)表(biao)面(mian)质(zhi)量，解(jie)决(jue)颜色单(dan)一(yi)，难(nan)于满(man)足多(duo)样(yang)性(xing)问题(ti)。钛(tai)合(he)金(jin)微(wei)弧氧化(hua)工(gong)艺解决了材(cai)料的防腐(fu)蚀(shi)、耐(nai)磨(mo)损(sun)等问题(ti)，但(dan)是(shi)钛(tai)合(he)金(jin)微(wei)弧(hu)氧(yang)化(hua)能(neng)生产(chan)出(chu)的(de)陶(tao)瓷层颜(yan)色还比较单(dan)一(yi)，主要有(you)有(you)黑色(se)、白(bai)色(se)、灰(hui)色(se)和(he)咖啡(fei)色，这(zhe)样就(jiu)限制了(le)它的(de)应用(yong)，特(te)别(bie)是当把微(wei)弧(hu)氧(yang)化(hua)技(ji)术(shu)应(ying)用(yong)到(dao)零件外观设(she)计处(chu)理(li)方(fang)面。三是如(ru)何(he)解决钛(tai)合(he)金(jin)微(wei)弧(hu)氧(yang)化膜(mo)层表面的(de)光泽度和(he)粗(cu)糙度(du)问(wen)题(ti)。根据(ju)微(wei)弧(hu)放(fang)电(dian)机(ji)理(li)，微(wei)弧(hu)氧(yang)化陶瓷(ci)层存在大(da)量微孔，孔(kong)洞(dong)的(de)大量存(cun)在和孔(kong)洞分(fen)布的(de)不均(jun)匀性(xing)影(ying)响着(zhe)钛(tai)合金(jin)零(ling)件(jian)、钛锻(duan)件表(biao)面(mian)的(de)光泽(ze)度和(he)粗(cu)糙度。另外，随(sui)着(zhe)零件表(biao)面(mian)几(ji)何形状的变化，微弧氧化膜(mo)的(de)孔(kong)洞(dong)半(ban)径(jing)、孔(kong)隙(xi)率(lv)、孔(kong)洞分(fen)布(bu)的(de)均(jun)匀性、表(biao)面粗(cu)糙度也(ye)发(fa)生变化，而(er)且(qie)表(biao)面(mian)粗糙(cao)度(du)随(sui)着膜(mo)厚度(du)的(de)增(zeng)加(jia)而增大，这(zhe)样影(ying)响膜(mo)层表(biao)面(mian)的光泽(ze)度(du)，限(xian)制(zhi)了微(wei)弧(hu)氧化(hua)陶(tao)瓷层(ceng)的(de)应(ying)用领域。
4、钛(tai)合金(jin)微弧(hu)氧化(hua)技术(shu)的应用(yong)
钛合(he)金(jin)微(wei)弧氧化(hua)工艺作为(wei)一(yi)种(zhong)新(xin)兴(xing)的表(biao)面(mian)处(chu)理(li)技术(shu)，正日(ri)益(yi)受到人(ren)们(men)的重视，航空、航天工(gong)业(ye)、在机(ji)械(xie)制(zhi)造业(ye)、纺(fang)织工业(ye)、民用(yong)品(pin)生产领域(yu)，微弧(hu)氧(yang)化(hua)涂(tu)层(ceng)也(ye)都具有广阔的(de)应用前(qian)景(jing)。钛及其合金微(wei)弧(hu)氧(yang)化(hua)形(xing)成的TiO2膜不但(dan)绝(jue)缘性好，而(er)且介(jie)电(dian)常(chang)数(shu)高(gao)，可(ke)用于电(dian)子(zi)材(cai)料。TiO2具(ju)有很强的(de)氧(yang)化(hua)性(xing)，能够(gou)高(gao)效的(de)分解有(you)机物，能够(gou)光(guang)催(cui)化(hua)抗(kang)菌(jun)和(he)分解(jie)有(you)害气(qi)体，可(ke)用(yong)于水(shui)处(chu)理(li)和(he)空气(qi)净化。钛及其(qi)合金(jin)微(wei)弧氧(yang)化陶(tao)瓷膜在微弧氧化(hua)过(guo)程中(zhong)击穿形成(cheng)的放(fang)电通(tong)道(dao)，在(zai)生物医用(yong)中(zhong)可使(shi)硬(ying)组织(zhi)植(zhi)入(ru)材料(liao)朝(chao)内(nei)生(sheng)长，因此(ci)可望较(jiao)好地改(gai)善(shan)与新(xin)生(sheng)骨(gu)的机(ji)械啮(nie)合(he)。人们研究发(fa)现，钙(gai)、磷是人体硬(ying)组织的基本成(cheng)分，为(wei)促(cu)进(jin)骨生长，人(ren)们在(zai)微(wei)弧(hu)氧(yang)化(hua)电解液(ye)中(zhong)引(yin)入(ru)钙、磷(lin)离(li)子，形成(cheng)富含(han)钙(gai)磷(lin)的(de)二(er)氧(yang)化(hua)钛薄(bao)膜，从(cong)而有效(xiao)地提高生物(wu)相(xiang)容性和骨诱导(dao)性(xing)，缩(suo)短愈(yu)合(he)时(shi)间(jian)。钛(tai)及其合(he)金微弧氧化(hua)技(ji)术可(ke)在形状复(fu)杂(za)、线性尺(chi)寸相差(cha)很大(da)的(de)零件(jian)上(shang)形成(cheng)均(jun)匀、坚(jian)硬(ying)的(de)膜(mo)层，有利于(yu)防止在使(shi)用(yong)中与(yu)钛合金(jin)接触(chu)的(de)由铜(tong)材料(liao)、钢材(cai)、其他合金制造的管道及其(qi)他船(chuan)舶(bo)制造(zao)零(ling)件(jian)在海(hai)水(shui)中(zhong)腐(fu)蚀(shi)，有利(li)于提高(gao)钛及(ji)其合(he)金(jin)的(de)抗(kang)腐(fu)蚀(shi)性(xing)。
5、钛合金微(wei)弧氧(yang)化技(ji)术(shu)的(de)展望(wang)
同其(qi)他钛合(he)金(jin)表(biao)面处(chu)理(li)技术(shu)相(xiang)比(bi)，钛及其合金(jin)微(wei)弧(hu)氧化技(ji)术具有(you)工(gong)艺(yi)简单(dan)易行、环(huan)保(bao)，处理过程对基(ji)体(ti)无有(you)害(hai)影(ying)响等(deng)诸(zhu)多(duo)优点(dian)，其(qi)发(fa)展趋(qu)势是在完(wan)善钛合金(jin)微(wei)弧氧化放(fang)电模(mo)型(xing)和(he)膜层(ceng)生(sheng)长(zhang)模(mo)型的(de)基(ji)础上(shang)，将(jiang)钛合(he)金表(biao)面微弧(hu)氧(yang)化技术与其(qi)它表面处理(li)技(ji)术相(xiang)结(jie)合，以(yi)提(ti)高(gao)钛合(he)金表(biao)面微(wei)弧氧化(hua)膜层的使(shi)用(yong)性能(neng)和应(ying)用范围(wei)。还(hai)要(yao)根据钛合金零件的(de)性(xing)能(neng)要求，合理设(she)计(ji)钛合(he)金(jin)表(biao)面微(wei)弧氧化陶(tao)瓷层(ceng)组(zu)成(cheng)相(xiang)，以获(huo)得具有(you)耐(nai)磨(mo)、抗(kang)氧(yang)化、低摩(mo)擦(ca)系(xi)数、热(re)阻(zu)性高的表面(mian)，获(huo)得结合(he)强度(du)高、性能优(you)良的钛(tai)合(he)金(jin)表(biao)面微弧氧(yang)化陶瓷(ci)涂层(ceng)，进(jin)一步(bu)拓(tuo)宽钛(tai)合金表面(mian)改性(xing)技(ji)术发展的(de)新(xin)途(tu)径与(yu)新方法(fa)，增(zeng)强钛及其合(he)金微弧(hu)氧(yang)化(hua)的(de)应(ying)用前景(jing)。
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