海洋环境要求舰船和海洋装备材料必须具有良好的机械强度、延展性和耐海水腐蚀性[1]
钛合金具有密度小、高比强度等优点,能减轻海洋装备的重量,提高可靠性和降低维修成本,得到了广泛的应用 [2, 3]
1954年研制出的Ti6Al4V钛合金(即TC4合金,属于(α+β)双相钛合金)[4]具有优良的综合力学性能,可应用在航空航天、海洋工程和石油化工等领域
中国的“蛟龙”号深海潜水器的耐压壳体也使用了TC4钛合金[5]
在复杂的海洋环境中,钛合金受到磨损和海洋生物污损
钛合金表面处理技术,有激光熔覆、离子注入、气相沉积、等离子喷涂,表面纳米化、微弧氧化等[6, 7]
微弧氧化的工艺简单、溶液环保、膜层均匀致密、对工件的尺寸形状限制较少,且无需将工件暴露在高温下
研究发现,选配合适的电解液可在钛合金表面制备出高性能微弧氧化层
Masoud Roknian等将纯钛在不同浓度Na3PO4电解液中进行微弧氧化,制备出的涂层显著提高了钛基体的耐腐蚀性能[8]；Zhao等采用微弧氧化技术在钛表面制备了均匀掺杂镁、铜和氟镁-铜-氟共掺杂二氧化钛涂层,不仅促进了成骨细胞的粘附、增殖、分化、矿化和凋亡,还能抑制葡萄球菌的生长[9]；Zhang等在磷酸盐电解液中添加Cr2O3进行微弧氧化,制备出性能优异的光催化活性涂层[10]
Demirba等发现,表面含银微弧氧化层的钛合金具有更低的磨损率,其磨损机制主要为磨粒磨损[11]
在电解液中添加微粒制备的氧化层,能大幅度提高钛基体的防护性能,如Lv等在电解液中加入Ag纳米粒子和Na2Zn-EDTA,在纯钛基体上制备出的含有锌离子和金属银存在的微弧氧化层,具有理想的抗菌能力和细胞生物相容性[12]；Lian等发现,随着电解液中碳化硅颗粒浓度的提高,陶瓷涂层表面气孔数量减少,尺寸减小[13]；Aliofkhazraei等将稀土Ce添加到微弧氧化电解液中,制备出的涂层粗糙度低,具有优异的耐蚀性和抗磨损性能[14]
Gowtham等在电解液中添加ZrO2纳米颗粒,制备出的涂层具有更高的结合强度、抗划伤性和耐蚀性[15]
本文在电解液中加入不同浓度的氧化亚铜微粒并使用分散剂,在TC4钛合金表面制备微弧氧化层,研究氧化亚铜微粒的浓度对微弧氧化层的抗磨损性能、耐蚀性和抗菌性能的影响
1 实验方法
微弧氧化层的制备：
以TC4合金试样(直径20
声明：
“TC4钛合金表面氧化亚铜掺杂微弧氧化层的结构和性能” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：高巍,刘江南,魏敬鹏,要玉宏,杨巍
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2025年05月23日 ~ 25日 
