【摘要】：陽極氧化制備的Ti表面氧化膜具有出色的耐蝕性能、裝飾性以及優(yōu)異的光催化性等優(yōu)點,并且其制備過程簡單、成本低、污染小,因此被廣泛地應(yīng)用于腐蝕防護、生物醫(yī)學(xué)、新能源材料、光水解制氫等諸多領(lǐng)域。影響陽極氧化的因素有很多,但對于基底對陽極氧化的影響研究較少。本論文分別以工業(yè)純鈦(TA2)為基體材料,研究了表面機械研磨對基底以及不同狀況基底對陽極氧化膜的影響。在0.5 M H_2SO_4電解液中制備了鈦陽極氧化膜,運用SEM、XRD、XPS、拉曼測試及電化學(xué)測試、紫外可見漫反射光譜等測試手段對機械研磨處理后的基底以及陽極氧化膜進行表征,研究了機械研磨對TA2基底殘余應(yīng)力、表面熱力學(xué)的影響,以及機械研磨對TA2陽極氧化膜性能的影響。研究結(jié)果表明,表面機械研磨處理使TA2表面發(fā)生強烈塑性變形,處理時間增加至45min時,TA2表面出現(xiàn)裂紋;機械研磨使表面晶粒細化至納米尺寸、增加表面殘余壓應(yīng)力,機械研磨后殘余應(yīng)力值達到未處理樣品的5.2~7倍.殘余應(yīng)力的增加導(dǎo)致TA2表面標準摩爾熵以及標準摩爾生成吉布斯自由能增大,為陽極氧化提供了良好的生長條件。機械研磨處理后TA2基底對氧化膜的形成過程有顯著影響,基底的高表面能使氧化膜厚度以及顏色深度明顯增加。氧化膜中O的含量升高,促進了亞穩(wěn)態(tài)Ti~(2+),Ti~(3+)向穩(wěn)態(tài)Ti~(4+)的轉(zhuǎn)變過程,氧化膜中穩(wěn)態(tài)的TiO_2和TiO_2·H_2O含量明顯增加。氧化膜生長速率的提高使氧化膜中的缺陷逐漸減少,經(jīng)過30min機械研磨處理的試樣比TA2試樣的載流子體密度減小了1個數(shù)量級;內(nèi)層氧化膜更加致密,自腐蝕電位從-1.36V提高到-1.0~-1.15V,自腐蝕電流密度由1.15×10~(-4)A·cm~(-2)降低到4.17~9.0×10~(-5)A·cm~(-2),最大分別提高和降低了26.5%和63.7%,氧化膜的耐蝕性顯著提高;熱處理后機械研磨氧化膜中TiO_2含量增加,對可見光吸收性能提高;機械研磨后氧化膜表面能減小,導(dǎo)致潤濕角增大,氧化膜呈現(xiàn)疏水性。
【圖文】：

圖 1.3 不同電解液中形成鈦陽極氧化膜的電流-時間曲線變化圖[36]urves of voltage and time of anodic oxidation of titanium in different el電流和氧氣泡模具成孔理論開始到結(jié)束，電子電流理論認為離子電流(jion)和電子電流

Fig. 1.如前所述，，SMAT 技術(shù)通過在材料表面引入多方向的由于 SMAT 過程的壓應(yīng)力在圖 1.1 SMAT 裝置處理樣品的示意圖[6]1.1 Schematic illustrations of the SMAT通過在材料表面引入多方向的劇烈塑性變形實現(xiàn)在表面形成的應(yīng)力場隨深度的加壓而不斷減小塑性變形實現(xiàn)表面納米化。表面形成的應(yīng)力場隨深度的加壓而不斷減小，使得經(jīng) SMAT 處
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG174.4

【參考文獻】

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3 陳興偉;吳建華;王佳;王春麗;;電偶腐蝕影響因素研究進展[J];腐蝕科學(xué)與防護技術(shù);2010年04期

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5 段瓊娟;王彪;王華平;;自清潔玻璃的研究進展[J];化工新型材料;2009年09期

6 王建民;汪景奇;蘇勇;王開嘯;任強;;電壓和氟化鈉濃度對鈦合金陽極氧化膜性能的影響[J];電鍍與涂飾;2009年07期

7 張翠玲;鄭瑞倫;;氧化物納米陶瓷中氧離子擴散激活能和電導(dǎo)率[J];西南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年03期

8 羅曉斌;朱定一;喬衛(wèi);石麗敏;;高表面能固體的潤濕性實驗及表面張力計算[J];材料科學(xué)與工程學(xué)報;2008年06期

9 逯丹;劉鑄;王春光;;噴丸強化原理與表層材料性能[J];中國高新技術(shù)企業(yè);2008年14期

10 王平;魏曉偉;;多孔型陽極氧化膜的形成機理[J];表面技術(shù);2005年06期

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本文編號：2617691