海洋環境要求艦船和海洋裝備材料必須具有良好的機械強度、延展性和耐海水腐蝕性[1]
鈦合金具有密度小、高比強度等優點,能減輕海洋裝備的重量,提高可靠性和降低維修成本,得到了廣泛的應用 [2, 3]
1954年研制出的Ti6Al4V鈦合金(即TC4合金,屬于(α+β)雙相鈦合金)[4]具有優良的綜合力學性能,可應用在航空航天、海洋工程和石油化工等領域
中國的“蛟龍”號深海潛水器的耐壓殼體也使用了TC4鈦合金[5]
在復雜的海洋環境中,鈦合金受到磨損和海洋生物污損
鈦合金表面處理技術,有激光熔覆、離子注入、氣相沉積、等離子噴涂,表面納米化、微弧氧化等[6, 7]
微弧氧化的工藝簡單、溶液環保、膜層均勻致密、對工件的尺寸形狀限制較少,且無需將工件暴露在高溫下
研究發現,選配合適的電解液可在鈦合金表面制備出高性能微弧氧化層
Masoud Roknian等將純鈦在不同濃度Na3PO4電解液中進行微弧氧化,制備出的涂層顯著提高了鈦基體的耐腐蝕性能[8]；Zhao等采用微弧氧化技術在鈦表面制備了均勻摻雜鎂、銅和氟鎂-銅-氟共摻雜二氧化鈦涂層,不僅促進了成骨細胞的粘附、增殖、分化、礦化和凋亡,還能抑制葡萄球菌的生長[9]；Zhang等在磷酸鹽電解液中添加Cr2O3進行微弧氧化,制備出性能優異的光催化活性涂層[10]
Demirba等發現,表面含銀微弧氧化層的鈦合金具有更低的磨損率,其磨損機制主要為磨粒磨損[11]
在電解液中添加微粒制備的氧化層,能大幅度提高鈦基體的防護性能,如Lv等在電解液中加入Ag納米粒子和Na2Zn-EDTA,在純鈦基體上制備出的含有鋅離子和金屬銀存在的微弧氧化層,具有理想的抗菌能力和細胞生物相容性[12]；Lian等發現,隨著電解液中碳化硅顆粒濃度的提高,陶瓷涂層表面氣孔數量減少,尺寸減小[13]；Aliofkhazraei等將稀土Ce添加到微弧氧化電解液中,制備出的涂層粗糙度低,具有優異的耐蝕性和抗磨損性能[14]
Gowtham等在電解液中添加ZrO2納米顆粒,制備出的涂層具有更高的結合強度、抗劃傷性和耐蝕性[15]
本文在電解液中加入不同濃度的氧化亞銅微粒并使用分散劑,在TC4鈦合金表面制備微弧氧化層,研究氧化亞銅微粒的濃度對微弧氧化層的抗磨損性能、耐蝕性和抗菌性能的影響
1 實驗方法
微弧氧化層的制備：
以TC4合金試樣(直徑20
聲明：
“TC4鈦合金表面氧化亞銅摻雜微弧氧化層的結構和性能” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：高巍,劉江南,魏敬鵬,要玉宏,楊巍
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2025年07月09日 ~ 11日 
