Ulike måter å oppnå korrosjonsmotstand av titanlegeringer

Med kontinuerlig fremgang av vitenskap og teknologi har titanlegeringer, som et viktig ingeniørmateriell, blitt mye brukt innen luftfart, marin ingeniørvitenskap, medisinsk og andre felt. Korrosjonsmotstanden til titanlegeringer er imidlertid direkte relatert til deres levetid og sikkerhet. Derfor har hvordan du kan sikre korrosjonsmotstanden til titanlegeringer blitt et viktig forskningsemne. Haiboweier-redaktører vil introdusere forskjellige måter for å oppnå korrosjonsmotstand av titanlegeringer, inkludert den naturlige dannelsen av overflateoksydfilm, mikro-ARC oksidasjonsteknologi, overflatemodifisering og tetningsbehandling, legering, anvendelse av super-hydrofob film og omfattende beskyttelsesstrategi.

Naturlig dannelse av overflateoksidfilm

Titanlegeringer kan naturlig nok danne en tett titandioksid (TiO₂) oksidfilm i luften. Denne oksidfilmen er veldig tynn (vanligvis bare noen få nanometer tykk), men veldig tett, og kan effektivt blokkere kontakten mellom ytre etsende stoffer og titanmatrisen. I tillegg har denne oksidfilmen også muligheten til å selvreperere. Selv om den er delvis skadet, kan den raskt formes om om oksidasjonsreaksjon, og dermed fortsette å spille en beskyttende rolle. Denne selvreparasjonsevnen gjør det mulig for titanlegeringer å opprettholde god korrosjonsmotstand under langvarig bruk.

Mikrobue oksidasjonsteknologi

Mikrobueoksidasjon (MAO) er en metode for å generere en kontrollerbar tett oksydkeramisk film på overflaten av titanlegering. Denne teknologien genererer gnistutladning på overflaten av titanlegering gjennom elektrokjemiske prinsipper, danner mikro-ARC oksidasjonsflekker og deretter generere et tett oksydkeramisk lag. Dette keramiske laget har ikke bare en sterk binding med underlaget, men har også utmerket korrosjonsmotstand og slitestyrke. For eksempel er den keramiske filmen konstruert på overflaten av TC4-titanlegering ved mikro-ARC-oksidasjonsteknologi hovedsakelig sammensatt av anatase og rutil tio₂, som effektivt kan blokkere inntrenging av vann og etsende ioner og betydelig forbedre korrosjonsresistens av titanlegering.

Overflatemodifisering og tetningsbehandling

For å forbedre korrosjonsmotstanden til mikro-ARC-oksidasjonsfilm, bruker forskere ofte tetningsmetoder eller kombinerer dem med andre overflatebehandlingsteknologier. Tetningsbehandling kan tette mikroporene i mikrobue-oksidasjonsfilmen og redusere kontakten mellom det etsende mediet og underlaget. For eksempel belegg overflaten av titanlegering etter mikro-ARC-oksidasjon med lav overflateenergimaterialer (for eksempel oktadekyltrimetoksysilan, OTM) for modifisering kan konstruere en superhydrofob film, noe som reduserer adhesjonen og penetrering betydelig på overflaten. I tillegg, ved å kombinere mikrobue-oksidasjon med hydrotermisk vekst, dyrkes hydrotalcite-filmen in situ på overflaten av magnesiumlegering etter mikro-ARC-oksidasjon, noe som også kan lukke mikroporene og forbedre korrosjonsresistens.

Legering

Korrosjonsmotstanden til titanlegeringer kan forbedres betydelig ved å tilsette spesifikke legeringselementer. For eksempel å legge til en spormengde av tantal (TA) elementer kan for eksempel forbedre korrosjonsmotstanden til TA23 titanlegering, øke selvkorrosjonspotensialet og redusere selvkorrosjonsstrømmenheten. I tillegg kan tilsetning av nøytrale elementer som zirkonium (ZR) også forbedre korrosjonsmotstanden til titanlegeringer, fordi disse elementene kan hemme den videre veksten av korrosjonshull ved å danne en tykkere passiveringsfilm. Mikroalloyeringsteknologi kan også regulere faseendringsatferden, kornstørrelsen og korngrensegenskapene til titanlegeringer, og dermed optimalisere organisasjonsstrukturen til materialet ved mikroskalaen og forbedre dens omfattende ytelse.

Anvendelse av superhydrofob film

Å konstruere en superhydrofob film på overflaten av titanlegering er en effektiv korrosjonsmotstandsstrategi. Superhydrofob film har ekstremt lav overflateenergi, noe som kan redusere kontakten mellom vannløselig etsende medier og underlaget betydelig, og dermed redusere korrosjonen. For eksempel kan den superhydrofobe filmen konstruert på overflaten av titanlegering ved mikro-ARC-oksidasjon kombinert med selvsamling av stoffer med lav overflateenergi betydelig forbedre dens korrosjonsmotstand i etsende CL⁻-løsning. Denne superhydrofobe filmen har ikke bare god korrosjonsmotstand, men har også god mekanisk stabilitet og selvrensende egenskaper.

Omfattende beskyttelsesstrategi

Korrosjonsmotstanden til titanlegering kan forbedres ytterligere ved å kombinere flere overflatebehandlingsteknologier. For eksempel har det sammensatte belegget fremstilt på overflaten av titanlegering ved å kombinere mikro-ARC-oksidasjon med laserbehandlingsteknologi utmerket korrosjonsmotstand og slitestyrke. I tillegg kan forskjellige overflatebehandlingsteknologier som sol-gel-teknologi og elektrokjemisk deponeringsteknologi kombineres for å danne et multi-nivå beskyttelsessystem for å forbedre korrosjonsmotstanden til titanlegering.

Korrosjonsmotstanden til titanlegering er betydelig forbedret. Den naturlige dannelsen av overflateoksydfilm, mikro-ARC-oksidasjonsteknologi, overflatemodifisering og tetningsbehandling, legering, anvendelse av super-hydrofob film og omfattende beskyttelsesstrategi og andre måter jobber sammen på overflaten av titanlegering for å danne et beskyttelsessystem på flere nivåer. Bruken av disse teknologiene har gjort titanlegering mye brukt innen luftfart, marin ingeniørvitenskap, medisinsk og andre felt, og har gitt en sterk garanti for sin langsiktige stabile drift.