Pelbagai cara untuk mencapai rintangan kakisan aloi titanium

Dengan kemajuan sains dan teknologi yang berterusan, aloi titanium, sebagai bahan kejuruteraan penting, telah digunakan secara meluas dalam bidang aeroangkasa, kejuruteraan marin, perubatan dan lain -lain. Walau bagaimanapun, rintangan kakisan aloi titanium secara langsung berkaitan dengan kehidupan dan keselamatan perkhidmatan mereka. Oleh itu, bagaimana untuk memastikan rintangan kakisan aloi titanium telah menjadi topik penyelidikan yang penting. Editor Haiboweier akan memperkenalkan pelbagai cara untuk mencapai rintangan kakisan aloi titanium, termasuk pembentukan semulajadi filem oksida permukaan, teknologi pengoksidaan mikro-arka, pengubahsuaian permukaan dan rawatan pengedap, pengaliran, penggunaan filem super-hydrophobic dan strategi perlindungan komprehensif.

Pembentukan semula jadi filem oksida permukaan

Aloi titanium secara semulajadi boleh membentuk filem oksida titanium dioksida (TiO₂) yang padat di udara. Filem oksida ini sangat nipis (biasanya hanya beberapa nanometer tebal), tetapi sangat padat, dan dapat menghalang hubungan antara bahan -bahan menghakis luaran dan matriks titanium. Di samping itu, filem oksida ini juga mempunyai keupayaan untuk pembaikan diri. Walaupun ia sebahagiannya rosak, ia boleh dibentuk semula dengan cepat melalui tindak balas pengoksidaan, dengan itu terus memainkan peranan pelindung. Keupayaan pembaikan diri ini membolehkan aloi titanium untuk mengekalkan rintangan kakisan yang baik semasa penggunaan jangka panjang.

Teknologi pengoksidaan mikro-arka

Pengoksidaan Mikro-Arc (MAO) adalah kaedah untuk menghasilkan filem seramik oksida padat yang dikawal pada permukaan aloi titanium. Teknologi ini menjana pelepasan percikan pada permukaan aloi titanium melalui prinsip elektrokimia, membentuk bintik pengoksidaan mikro-arka, dan kemudian menghasilkan lapisan seramik oksida padat. Lapisan seramik ini bukan sahaja mempunyai ikatan yang kuat dengan substrat, tetapi juga mempunyai rintangan kakisan yang sangat baik dan rintangan haus. Sebagai contoh, filem seramik yang dibina di permukaan aloi titanium TC4 oleh teknologi pengoksidaan mikro-arka terutamanya terdiri daripada anatase dan rutil tio₂, yang secara berkesan dapat menghalang pencerobohan air dan ion menghakis dan meningkatkan ketahanan kakisan aloi titanium.

Pengubahsuaian permukaan dan rawatan pengedap

Untuk meningkatkan lagi rintangan kakisan filem pengoksidaan mikro-arka, penyelidik sering menggunakan kaedah pengedap atau menggabungkannya dengan teknologi rawatan permukaan yang lain. Rawatan pengedap boleh mengelak micropores dalam filem pengoksidaan mikro-arka dan mengurangkan hubungan antara medium yang menghakis dan substrat. Sebagai contoh, salutan permukaan aloi titanium selepas pengoksidaan mikro-arka dengan bahan tenaga permukaan yang rendah (seperti octadecyltrimethoxysilane, OTMs) untuk pengubahsuaian boleh membina filem superhydrophobic, yang dengan ketara mengurangkan lekatan dan penembusan media menghakis di permukaan. Di samping itu, dengan menggabungkan pengoksidaan mikro-arka dengan pertumbuhan hidroterma, filem hidrotalkit ditanam di situ di permukaan aloi magnesium selepas pengoksidaan mikro-arka, yang juga boleh menutup micropores dan meningkatkan rintangan kakisan.

Aloi

Rintangan kakisan aloi titanium dapat ditingkatkan dengan ketara dengan menambahkan unsur -unsur pengaliran tertentu. Sebagai contoh, menambah jumlah unsur-unsur Tantalum (TA) dapat meningkatkan ketahanan kakisan aloi titanium TA23, meningkatkan potensi karat diri dan mengurangkan ketumpatan semasa karat diri. Di samping itu, penambahan unsur -unsur neutral seperti zirkonium (ZR) juga boleh meningkatkan rintangan kakisan aloi titanium, kerana unsur -unsur ini dapat menghalang pertumbuhan lebih lanjut lubang kakisan dengan membentuk filem pasif yang lebih tebal. Teknologi microalloying juga boleh mengawal tingkah laku perubahan fasa, saiz bijian dan ciri -ciri sempadan bijian aloi titanium, dengan itu mengoptimumkan struktur organisasi bahan di microscale dan meningkatkan prestasi komprehensifnya.

Permohonan filem superhydrophobic

Membina filem superhydrophobic pada permukaan aloi titanium adalah strategi rintangan kakisan yang berkesan. Filem superhydrophobic mempunyai tenaga permukaan yang sangat rendah, yang dapat mengurangkan hubungan antara media menghakis air dan substrat, dengan itu mengurangkan kakisan. Sebagai contoh, filem superhydrophobic yang dibina di permukaan aloi titanium oleh pengoksidaan mikro-arka yang digabungkan dengan pemasangan diri bahan-bahan tenaga permukaan yang rendah dapat meningkatkan ketahanan kakisannya dalam larutan CL⁻ yang menghancurkan. Filem superhydrophobic ini bukan sahaja mempunyai rintangan kakisan yang baik, tetapi juga mempunyai kestabilan mekanikal yang baik dan sifat pembersihan diri.

Strategi Perlindungan Komprehensif

Rintangan kakisan aloi titanium dapat ditingkatkan lagi dengan menggabungkan pelbagai teknologi rawatan permukaan. Sebagai contoh, salutan komposit yang disediakan di permukaan aloi titanium dengan menggabungkan pengoksidaan mikro-arka dengan teknologi pemprosesan laser mempunyai rintangan kakisan yang sangat baik dan rintangan haus. Di samping itu, pelbagai teknologi rawatan permukaan seperti teknologi sol-gel dan teknologi pemendapan elektrokimia boleh digabungkan untuk membentuk sistem perlindungan pelbagai peringkat untuk meningkatkan rintangan kakisan aloi titanium.

Rintangan kakisan aloi titanium telah meningkat dengan ketara. Pembentukan semulajadi filem oksida permukaan, teknologi pengoksidaan mikro-arka, pengubahsuaian permukaan dan rawatan pengedap, pengaliran, penggunaan filem super-hidrofobik dan strategi perlindungan komprehensif dan cara lain yang bekerjasama di permukaan aloi titanium untuk membentuk sistem perlindungan pelbagai peringkat. Penggunaan teknologi ini telah menjadikan aloi titanium digunakan secara meluas dalam bidang aeroangkasa, kejuruteraan marin, bidang perubatan dan lain-lain, dan telah memberikan jaminan yang kuat untuk operasi stabil jangka panjangnya.