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钛能够在其表面上自发地生成紧凑而稳定的氧化膜,因此在各种各样的环境中都具有优异的耐腐蚀性能,通常被用于工业和生物医学等领域。钛的高强度重量比也使其成为制造处置核废料集装箱的候选材料之一。然而,自身的氧化膜是无定型,薄(~10nm)而且具有化学计量缺陷。随着温度和pH的增加,特别是在卤化物溶液,以及其它介质如硫酸盐溶液中,氧化膜将会被腐蚀。 高耐腐蚀性的二氧化钛膜通过阳极氧化和400℃,500℃,600℃下热处理后制得。本论文采用SEM、XPS、EDX、XRD和电化学等方法来研究探讨氧化膜。结果表明,阳极氧化后在400℃和500℃下能够促进Ti的纯锐钛矿形成,然而在600℃时,更有利于双纳米晶体锐钛矿/金红石结构的形成,其中两相含量约为1∶1。氧化物晶粒大小随着温度的增加而增大,但是随着锐钛矿/金红石结构的形成而明显减小。XPS结果表明,样品阳极氧化后在经过600℃热处理,比400℃和500℃时具有更高的氧含量和更低的Ti含量。样品阳极氧化并在600℃热处理3h后具有更高的Ecorr和更低的Icor,并且在105℃的4 M HCl和4 M H2SO4溶液中,钝化得到促进。EIS分析指出,阳极氧化后600℃热处理的样品具有最高阻抗和阻挡电阻,这可能是由于氧化膜中晶粒尺寸的减小,双纳米晶体锐钛矿/金红石结构的形成以及表面缺点位点减少所产生的。 在600℃时将热处理时间增加到6h和9h。结果表明热处理时间增加到6h和9h时会生成两相含量不同的锐钛矿/金红石结构,而且氧化物的晶体粒径减小,硬度增加。与600℃热处理3h和6h对比,9h后的样品具有最小晶粒和最大硬度,并且具有更高的Ecor和更低的Icorr值,在105℃的4 M HCl和4 M H2SO4溶液中钝化更加显著。EIS分析得出,600℃热处理9h后的样品具有最高阻抗和阻挡电阻,这可能是由于氧化膜晶粒尺寸减小,生成不同含量锐钛矿/金红石结构以及表面膜缺陷位点减少所导致。