【摘 要】
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本文以TC4钛合金为基体材料,利用微弧氧化技术,在配方均匀试验的基础上,对比研究了在不同的电解液体系（Na2Si O3、Na3PO4、NaAlO2的其中一种与KF、Na OH搭配组合）下,电解液对微弧氧化膜层结构和性能的影响,并找出各个性能下的优方案。结果表明:不同的电解液体系中,电导率对微弧氧化反应的可行性和膜层的成膜性影响最大,并且Na OH对溶液的电导率和pH值影响最大,KF次之,主盐最小;
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本文以TC4钛合金为基体材料,利用微弧氧化技术,在配方均匀试验的基础上,对比研究了在不同的电解液体系（Na2Si O3、Na3PO4、NaAlO2的其中一种与KF、Na OH搭配组合）下,电解液对微弧氧化膜层结构和性能的影响,并找出各个性能下的优方案。结果表明:不同的电解液体系中,电导率对微弧氧化反应的可行性和膜层的成膜性影响最大,并且Na OH对溶液的电导率和pH值影响最大,KF次之,主盐最小;在不同的方案间,溶液的电导率、pH值和电解液反应前后的温度变化值△t变化趋势完全吻合,且起弧电压与电导率整体成反比关系。在相同方案下试验可行性和成膜性中,磷酸盐系整体最优,在三种电解液体系中反应最为温和,且膜层表面最为光滑,硅酸盐系膜层表面最为粗糙疏松,铝酸盐系反应最为剧烈,可行性和成膜性最差。三种电解液盐系下,皆有金红石型TiO2和锐钛矿型TiO2。不同点在于硅酸盐膜层中独含少量Al2Si O5,磷酸盐系中为非晶态的磷酸盐物质,铝酸盐系中独含大量Al2TiO5。在硅酸盐和磷酸盐系中,提高主盐浓度,可以提高膜层厚度和点滴耐蚀性,但是会使膜层更加粗糙疏松多孔,提高Na OH浓度有利于亚稳定态的锐钛矿型TiO2转化成更加稳定的金红石型TiO2,但是会降低膜层的致密度和电化学耐蚀性。在铝酸盐中提高NaAlO2浓度虽然不能明显提高膜厚,但能增加可以明显改善膜层耐磨性能的Al2Si O5含量,三盐系中,提高KF浓度可以提高电导率,但是总体对膜层结构和性能的影响最小。可以适当提高主盐浓度和降低Na OH浓度,来从物相成分、致密度、膜厚的角度改善提高膜层的耐磨性。硅酸盐系下所制备的膜层在H+和Cl-腐蚀环境中耐蚀性最好的都为7#方案;磷酸盐系和铝酸盐系膜层在H+腐蚀环境中耐蚀性最好的都为7#,在Cl-腐蚀环境中耐蚀性最好的都为10#。三种盐系相同摩擦测试条件下,膜层耐磨性最好的都为7#。7#方案组分为,主盐:5.82 g/L、KF:3.54 g/L、Na OH:2.18 g/L。10#方案组分为,主盐:0.75 g/L、KF:5.07 g/L、Na OH:2.05 g/L。相同方案下三种电解液体系所制备的微弧氧化膜层中,硅酸盐系的膜层厚度最大,点滴耐蚀性最好,磷酸盐系膜层最为致密光滑,电化学耐蚀性最好,相同摩擦测试条件下,铝酸盐系所制备的膜层耐磨性最好。
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