Különböző módok a titánötvözetek korróziós rezisztenciájának elérésére
A tudomány és a technológia folyamatos fejlődésével a titánötvözeteket, mint fontos mérnöki anyagot, széles körben használják a repülőgép, a tengeri mérnöki, az orvosi és más területeken. A titánötvözetek korróziós rezisztenciája azonban közvetlenül kapcsolódik szolgálati életükhöz és biztonságához. Ezért a titánötvözetek korrózióállóságának biztosítása fontos kutatási témává vált. A Haiboweier szerkesztők különféle módszereket vezetnek be a titánötvözetek korróziós rezisztenciájának elérésére, ideértve a felszíni oxidfilm természetes kialakulását, a mikro-ív-oxidációs technológiát, a felületi módosítást és a tömítéskezelést, az ötvözést, a szuperhidrofób film alkalmazását és az átfogó védelmi stratégiát.
Felszíni oxidfilm természetes képződése
A titánötvözetek természetesen sűrű titán -dioxid (TIO₂) oxidfilmet képezhetnek a levegőben. Ez az oxidfilm nagyon vékony (általában csak néhány nanométer vastag), de nagyon sűrű, és hatékonyan blokkolja a külső korrozív anyagok és a titán mátrix közötti érintkezést. Ezenkívül ez az oxidfilm képes önjavításra is. Még akkor is, ha részben sérült, az oxidációs reakció révén gyorsan kialakítható, ezáltal továbbra is védő szerepet játszik. Ez az önjavító képesség lehetővé teszi a titánötvözetek számára, hogy hosszú távú használat során fenntartsák a jó korrózióállóságot.
Mikro-ív-oxidációs technológia
A mikro-ív-oxidáció (MAO) egy olyan módszer, amellyel egy szabályozható sűrű oxid kerámia film előállítása a titánötvözet felületén. Ez a technológia az elektrokémiai alapelvek révén a titánötvözet felületén szikraelhárítást generál, mikro-ív-oxidációs foltokat képez, majd sűrű oxid kerámia réteget generál. Ez a kerámia réteg nemcsak szoros kötéssel rendelkezik a szubsztráttal, hanem kiváló korrózióállósággal és kopásállósággal is rendelkezik. Például a TC4 titánötvözetének mikro-Arc oxidációs technológiájának felületén készített kerámiafilm elsősorban anatázból és rutil tio₂-ból áll, amely hatékonyan blokkolja a víz és a korrozív ionok behatolását, és jelentősen javítja a titán korrózióállóságát.
Felületi módosítás és tömítéskezelés
A mikro-ív-oxidációs film korróziós rezisztenciájának további javítása érdekében a kutatók gyakran használják a pecsét módszereket, vagy kombinálják azokat más felszíni kezelési technológiákkal. A tömítéskezelés lezárhatja a mikropórusokat a mikro-ív-oxidációs filmben, és csökkentheti a korrozív táptalaj és a szubsztrát közötti érintkezést. Például, ha a titánötvözet felületét a mikro-ív oxidációja után, az alacsony felületű energiaanyagokkal (például oktadecil-trimetoxi-szilán, OTM-ek), a módosításhoz szuperhidrofób filmet készíthet, amely jelentősen csökkenti a korrozív tápközegek adhézióját és behatolását a felületen. Ezenkívül a mikro-ív-oxidáció és a hidrotermikus növekedés kombinálásával a hidrotalcit fóliát in situ-t termesztik a magnéziumötvözet felületén a mikro-ív oxidáció után, amely szintén bezárhatja a mikropórusokat és javíthatja a korrózióállóságot.
Ötvözés
A titánötvözetek korróziós rezisztenciáját szignifikánsan javíthatjuk specifikus ötvöző elemek hozzáadásával. Például, ha a tantalum (TA) elemek nyomkövetési mennyiségét hozzáadják, jelentősen javíthatják a TA23 titánötvözet korrózióállóságát, növelhetik az önkorróziós potenciált és csökkenthetik az önkorróziós áram sűrűségét. Ezenkívül a semleges elemek, például a cirkónium (ZR) hozzáadása javíthatja a titánötvözetek korróziós rezisztenciáját is, mivel ezek az elemek gátolhatják a korróziós lyukak további növekedését egy vastagabb passzivációs film kialakításával. A mikroalloying technológia szabályozhatja a fázisváltozás viselkedését, a gabona méretét és a titánötvözetek gabona határjellemzőit is, ezáltal optimalizálva az anyag szervezeti szerkezetét a mikroskálán, és javítva annak átfogó teljesítményét.
Szuperhidrofób film alkalmazása
A szuperhidrofób film felépítése a titánötvözet felületén hatékony korrózióállósági stratégia. A szuperhidrofób film rendkívül alacsony felületi energiával rendelkezik, ami jelentősen csökkentheti a vízben oldódó korrozív táptalajok és a szubsztrát közötti kapcsolatot, ezáltal csökkentve a korróziót. Például a titánötvözet felületén, mikro-ív-oxidációval készített szuperhidrofób film, az alacsony felületi energia-anyagok öngyűjtésével kombinálva, jelentősen javíthatja korrózióállóságát korrozív CL⁻-oldatban. Ez a szuperhidrofób film nemcsak jó korrózióállósággal rendelkezik, hanem jó mechanikai stabilitással és öntisztító tulajdonságokkal is rendelkezik.
Átfogó védelmi stratégia
A titánötvözet korróziós rezisztenciáját tovább lehet javítani a többszörös felületkezelő technológiák kombinálásával. Például a titánötvözet felületén elkészített kompozit bevonat a mikro-ív-oxidáció és a lézerfeldolgozási technológia kombinálásával kiváló korrózióállósággal és kopásállósággal rendelkezik. Ezenkívül a különféle felszíni kezelési technológiák, például a Sol-Gel technológia és az elektrokémiai lerakódási technológia kombinálhatók, hogy többszintű védelmi rendszert képezzenek a titánötvözet korrózióállóságának javítása érdekében.
A titánötvözet korróziós rezisztenciáját jelentősen javították. A felszíni oxidfilm, a mikro-ív-oxidációs technológia, a felületmódosítás és a tömítéskezelés, az ötvözés, a szuper-hidrofób film alkalmazása és az átfogó védelmi stratégia és más eszközök természetes kialakulása a titánötvözet felületén, hogy több szintű védelmi rendszert hozzon létre. Ezeknek a technológiáknak az alkalmazása a titánötvözetet széles körben használja az űrben, a tengeri mérnöki, az orvosi és más területeken, és erős garanciát nyújtott hosszú távú stabil működéséhez.
