铜络合物影响钛合金微弧氧化陶瓷膜特性

"铜络合物对钛合金表面微弧氧化陶瓷膜的影响" 本文详细探讨了铜络合物在钛合金表面微弧氧化过程中对陶瓷膜性质的影响。微弧氧化技术是一种表面改性方法，通过在金属表面形成氧化物陶瓷膜，以增强材料的耐腐蚀性和耐磨性。在此研究中，研究人员姚强、于思荣和初宏超在以铝酸盐为主的复合电解液中添加了铜氨络离子([Cu(NH3)4]2+)和EDTA-Cu，以此来制备含铜的钛合金表面陶瓷膜。 实验结果表明，铜络合物的引入降低了微弧氧化过程中的阳极电压，这可能是因为铜离子参与了氧化反应，改变了电解液的电化学性质。加入铜氨络离子([Cu(NH3)4]2+)后形成的陶瓷膜呈现黑色，而加入EDTA-Cu后形成的陶瓷膜则呈现棕色。这表明铜的存在可能影响了氧化膜的颜色和结构。 通过扫描电子显微镜（SEM）分析，可以观察到铜离子的加入导致陶瓷膜表面的微孔直径减小，但微孔数量增加，这可能改善了膜的结构致密性。X射线衍射（XRD）分析显示，黑色陶瓷膜包含金红石型TiO2、锐钛矿型TiO2以及钛酸铝（Al2TiO5），而棕色陶瓷膜则仅含有金红石型TiO2和锐钛矿型TiO2，没有发现含铜的化合物相。然而，能量色散光谱（EDS）测试证实了铜元素确实存在于陶瓷膜中，以CuO的形式存在。 摩擦磨损试验结果显示，经过微弧氧化处理的钛合金表面的耐磨性能显著提升。含有硬质相钛酸铝（Al2TiO5）的棕色陶瓷膜因其优异的耐磨性能，表现优于黑色陶瓷膜。这表明铜络合物的引入可能通过改变陶瓷膜的组成和结构，提高了其耐磨性能。 该研究揭示了铜络合物在钛合金微弧氧化过程中扮演的重要角色，它们可以通过调整电解液成分，改变陶瓷膜的微观结构和物理性能，从而优化钛合金的表面改性效果。这一发现对于钛合金的表面工程和应用具有重要意义，特别是在航空航天、生物医疗等领域，需要提高材料耐腐蚀性和耐磨性的场合。