隨著科技的不斷進(jìn)步,各種材料表面處理技術(shù)也得到了長(zhǎng)足發(fā)展。然而,常規(guī)的材料表面處理方法通常針對(duì)平面基體或塊體材料的外表面;通過改善材料表面屬性,可以使其更好地適應(yīng)服役需求。相比于平面材料開放的加工環(huán)境,管道類構(gòu)件由于內(nèi)部空間狹小,形狀復(fù)雜等因素,其表面處理尤為困難。本論文研究了適用于U型鈦管內(nèi)、外表面的電化學(xué)陽極氧化工藝,實(shí)現(xiàn)了內(nèi)、外表面超浸潤(rùn)涂層的均勻化制備和功能化應(yīng)用,為管道構(gòu)件的表面處理提供了新思路。鈦及鈦合金管道構(gòu)件具有比強(qiáng)度高、耐蝕性好、無磁性等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于海水淡化、海洋裝備、集熱散熱等領(lǐng)域。本課題針對(duì)U型鈦管內(nèi)表面處理,建立了同軸陽極氧化法,實(shí)現(xiàn)了內(nèi)表面涂層的均勻制備,并研究了管道減阻性能。采用柔性碳纖維和絕緣珠子作為陰極實(shí)現(xiàn)了同軸陽極氧化配置,在U型管內(nèi)表面制備出均勻的二氧化鈦（TiO₂）納米管陣列。在動(dòng)態(tài)循環(huán)電解液速度75 mL/min、恒電壓20 V、陽極氧化8 h的條件下,實(shí)現(xiàn)電場(chǎng)和流體場(chǎng)的補(bǔ)償作用,制備出均勻的平均長(zhǎng)度為5.8μm的TiO₂納米管涂層。采用該同軸陽極氧化裝置,利用電化學(xué)刻蝕和陽極氧化,制備出具有超疏... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

（a）水熱法[15]、（b）化學(xué)合成法[16]、（c）光刻法[17]、（d）模板法[11]制備的TiO2納米材料形貌

重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文1緒論3度為300nm的TiO2納米管陣列。由于這類電解質(zhì)不含氟離子，對(duì)環(huán)境友好，被分類為第四代電解液。第四代電解液與前三代含氟電解液存在顯著差異，納米管生長(zhǎng)機(jī)理也不同[24]。圖1.2（a）第一代[19]、（b）第二代[21]、（c）第三代[20]電解液制備出的TiO2納米管典型形貌Fig.1.2TypicalmorphologiesofTiO2nanotubespreparedby(a)first[19],(b)second[21]and(c)third[20]generationelectrolytes1.2.3陽極氧化TiO2納米管生長(zhǎng)機(jī)理截至目前，針對(duì)含氟電解液的理論研究較為成熟。電場(chǎng)輔助溶解理論受到認(rèn)可程度較高[25,26]。圖1.3展示了TiO2納米管生長(zhǎng)過程典型的時(shí)間-電流曲線，其大致可分為三個(gè)階段。圖1.3電化學(xué)陽極氧化法制備TiO2納米管典型的時(shí)間-電流曲線[26]Fig.1.3Typicaltime-currentcurveofTiO2nanotubespreparedbyelectrochemicalanodization[26]第一階段為金屬/電解液界面形成致密氧化膜。電解液中電場(chǎng)建立的瞬間時(shí)，金屬表面被氧化，生成致密的氧化膜。金屬/電解液界面被金屬/氧化物界面以及氧化物/電解液界面取代。由于TiO2屬于半導(dǎo)體，隨著其厚度增長(zhǎng)，電阻越來越大，反應(yīng)電流會(huì)越來越低，直到達(dá)到最低點(diǎn)。該階段主要涉及以下反應(yīng)[26]：

重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文1緒論3度為300nm的TiO2納米管陣列。由于這類電解質(zhì)不含氟離子，對(duì)環(huán)境友好，被分類為第四代電解液。第四代電解液與前三代含氟電解液存在顯著差異，納米管生長(zhǎng)機(jī)理也不同[24]。圖1.2（a）第一代[19]、（b）第二代[21]、（c）第三代[20]電解液制備出的TiO2納米管典型形貌Fig.1.2TypicalmorphologiesofTiO2nanotubespreparedby(a)first[19],(b)second[21]and(c)third[20]generationelectrolytes1.2.3陽極氧化TiO2納米管生長(zhǎng)機(jī)理截至目前，針對(duì)含氟電解液的理論研究較為成熟。電場(chǎng)輔助溶解理論受到認(rèn)可程度較高[25,26]。圖1.3展示了TiO2納米管生長(zhǎng)過程典型的時(shí)間-電流曲線，其大致可分為三個(gè)階段。圖1.3電化學(xué)陽極氧化法制備TiO2納米管典型的時(shí)間-電流曲線[26]Fig.1.3Typicaltime-currentcurveofTiO2nanotubespreparedbyelectrochemicalanodization[26]第一階段為金屬/電解液界面形成致密氧化膜。電解液中電場(chǎng)建立的瞬間時(shí)，金屬表面被氧化，生成致密的氧化膜。金屬/電解液界面被金屬/氧化物界面以及氧化物/電解液界面取代。由于TiO2屬于半導(dǎo)體，隨著其厚度增長(zhǎng)，電阻越來越大，反應(yīng)電流會(huì)越來越低，直到達(dá)到最低點(diǎn)。該階段主要涉及以下反應(yīng)[26]：


本文編號(hào)：3065249