电解液Ca、P浓度对纯钛表面微弧氧化膜结构和特性的影响

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电参数、电解液及其交互作用对微弧氧化膜微观结构及耐蚀性的影响

电参数、电解液及其交互作用对微弧氧化膜微观结构及耐蚀性的影响电参数、电解液及其交互作用对微弧氧化膜微观结构及耐蚀性的影响摘要：微弧氧化（Microarc Oxidation，MAO）技术是一种通过电解液中的电弧放电来在金属表面上形成具有特殊功能的陶瓷膜的表面处理方法。

本文主要探讨了电参数、电解液及其交互作用在微弧氧化膜形成过程中对微观结构和耐蚀性的影响。

通过调节电流密度、温度、电解液成分等参数，可以改变微弧氧化膜的结构和性能，从而达到不同的应用要求。

1. 引言微弧氧化技术是一种通过在金属表面上形成陶瓷膜来提高材料表面性能的方法。

该技术得到广泛应用于航空航天、汽车制造、机械装备等领域。

微弧氧化膜具有高硬度、坚韧性和耐腐蚀性等优良性能，但其性能受到电参数和电解液的影响。

2. 电参数对微弧氧化膜的影响2.1 电流密度电流密度是微弧氧化膜形成过程中最重要的参数之一。

较高的电流密度可加速氧化反应，从而形成较厚的氧化层。

然而，当电流密度过高时，会加剧电弧放电，导致膜表面粗糙度增加，降低膜的质量。

2.2 电压电压对微弧氧化膜的形成速率和结构也有重要影响。

较高的电压可加速阳极氧化反应，但也会增加电弧放电的能量，对膜表面造成烧结和熔化现象，形成不均匀的氧化层。

2.3 温度电极温度是影响微弧氧化过程中氧化层厚度和质量的重要因素。

较高的温度可以提高氧化层的致密性和结晶度，但过高的温度可能导致氧化层失稳和成分偏移。

3. 电解液对微弧氧化膜的影响3.1 组成电解液的组成对微弧氧化膜的结构和性能有重要影响。

一般电解液由Na2SiO3、NaOH、Na2WO4等组成。

不同的电解液成分可以调节氧化反应的速率和生成物的种类，进而影响氧化层的性质。

3.2 pH值电解液的pH值直接影响氧化反应的进行。

过低或过高的pH值会影响氧化反应的速率和均匀性，导致膜表面的缺陷和不均匀性。

4. 电参数与电解液的交互作用对微弧氧化膜的影响电参数和电解液之间存在复杂的相互作用。

纯钛种植体表面不同化学组成微弧氧化膜的结构与成分分析

Ａｂｔａｔｓｒｃ：ＯｂｅｔｅＴｉｅｔａｅｔｅｃｄｆａｉｕｉｇｍｉｊｃｉｏｎｓｉｔｈｆｃｖｏｉｎｕｖｖｇａｔｍｔｂｏｔａｉｂｕａｅｍｏｉｔｎｓ — ｈａｖｏｆｉｏｃｎ
ｔｎｔｃｎｌｙｉ２ｄｆｒｎｌｔｌｅ．ｈｕａｅｏｃｒｍｉｏｔｇａｏｓｒｅｗｉＥｉｅｈｏｇｎｉｅｅｔｅｃｒｙｓＴｅｓｒｃｆｅａｃｏｏｅｏｔｆｃａｉｗｓｂｅｖｄｔＳＭ．Ｔｅｅｅｎｎｈｈｌｍｅｔ
ｃｏｃｘｄｔｅｈｏｏｎｉｅｅｔｅｅｔｙｅ．ＭｅｈｄＡ２ｔａｉｍｄｓｓｒａｒｏｉａｉｔｃｎｌｇｙｉｄｆｒｎｌｃｒｔｏｎｏｌｔｏｓＴｉｎｕｔｉｃｗｅｅｔｅｔｄｕｉｇｒｒａｅｓｎｍｉｒａｃｏｉａｃｏｒｘｄ —
成炜，陈吉华，马楚凡，恒，方种郭杜
（第四军医大学口腔医学院修复科陕西西安７０３）１０２
［摘要］目的：讨采用微弧氧化技术在不同电解液中对纯钛种植体表面进行生物改性。方法：探试件预处理后分别在不同化学组
成的电解液中进行微弧氧化处理。扫描电镜（Ｅ）ＳＭ观察微弧氧化膜层的表面形貌，射线能谱（Ｄ）ｘ线衍射（Ｒ）ｘＥＸ和射ＸＤ仪分析膜层的元素构成和晶相结构。结果：电镜观察表明在２电解液中试件表面都形成了内层致密，种外层多孔的陶瓷膜；能谱分析证实这２种陶瓷膜分别由Ｔ、ａＰ０４种元素和Ｔ、ｇ０３ｉＣ、、ｉＭ、种元素组成；射线衍射表明陶瓷膜由锐钛矿型与金红石型Ｔ０Ｘｉ及钙钛矿和钙镁矿组成。结论：通过不同电解液中的微弧氧化处理在纯钛试件表面形成了内层致密，外层多孔的Ｔ０陶瓷膜，ｉ并分别含有Ｃ，ａＰ和Ｍｇ活性成分，在提高材料耐磨性，耐腐蚀性的同时，高了生物活性。提

纯钛种植体表面不同化学组成微弧氧化膜的结构与成分分析

纯钛种植体表面不同化学组成微弧氧化膜的结构与成分分析目的：探讨采用微弧氧化技术在不同电解液中对纯钛种植体表面进行生物改性。

方法：试件预处理后分别在不同化学组成的电解液中进行微弧氧化处理。

扫描电镜(SEM)观察微弧氧化膜层的表面形貌，X射线能谱(EDX)和X射线衍射(XRD)仪分析膜层的元素构成和晶相结构。

结果：电镜观察表明在2种电解液中试件表面都形成了内层致密，外层多孔的陶瓷膜：能谱分析证买这2种陶瓷膜分别由Ti、Ca、P、0 4种元素和Ti、Mg、0 3种元素组成；X射线衍射表明陶瓷膜由锐钛矿型与金红石型／iO，及钙钛矿和钙镁矿组成。

结论：通过不同电解液中的微弧氧化处理在纯钛试件表面形成了内层致密，外层多孔的Tio，陶瓷膜，并分别含有Ca，P和Mg活性成分，在提高材料耐磨性，耐腐蚀性的同时，提高了生物活性。

标签：钛：微弧氧化：陶瓷氧化膜纯钛及钛合金具有良好的生物相容性和机械加工性能，为目前临床应用最广泛的口腔种植材料，但钛基种植体存在生物活性差，与骨结合强度低，愈合时间长及耐磨、耐腐蚀性差，在生理环境下易造成金属离子释放等问题，因此为了获得更优的纯钛种植体，需通过对钛进行表面改性来解决。

在众多的表面改性方法中，微弧氧化是一项在金属表面原位生长氧化物陶瓷层的新技术，它可改变纯钛种植体表面氧化层的厚度、化学组成、晶相结构、表面微形貌、粗糙度等多种特性，将此法用于纯钛表面改性，可形成粗糙多孔、耐腐蚀、含有不同比例元素的活性氧化层，这种结构有利于提高种植体表面的生物活性，改善其耐腐蚀性，而最新的研究发现向电解液中加入Ca、P、Si、Mg等成分后所制成的TiO2涂层，可促进种植体与骨之间的早期结合，提高种植体成功率，其中尤以Ca、Mg的效果最为显著。

因此，本实验拟采用分别含Ca、Mg 等元素的不同配方的电解液，利用微弧氧化工艺，对纯钛表面进行生物改性。

1材料与方法1．1材料：TA2纯钛(西北有色金属研究院)：乙酸钙、乙酸镁(国产分析纯)：β－甘油磷酸钠(Sigma公司分析纯，美国)。

电解液和电参数对钛合金微弧氧化的影响

Ｋｅｒｓｙｗｏｄ
ｔａｉｍｌｙｉｎｕａｌ，ｍｉｏｒｘａｉ，ｌｃｒｌｔ，ｌｃｒａｐｒｍｅｅｓｃｒｍｉｃａｉｇｔｏｃａｃｏｉｔｎｅｅｔｙｅｅｅｔｉｌａａｔｒ，ｅａｃｏｔｒｄｏｏｃｎ
Ａ２ｉ５ｌ０膜层，铁电体性能的ＢＴＯ膜层，Ｔ具有ａｉ３以及具有较大易导致电解液中与钛相接触的其他材料发生腐蚀破坏，因此需介电常数的ＺＴＯ等的膜层。结果表明，ｒｉ如果在金属及电解质采用多种表面技术改善钛合金的性能。微弧氧化技术是其中一溶液的元素体系中能形成不溶解的热稳定的化合物，并满足一种较新的技术０２，。］定的合成条件，就可获得含有这些化合物的薄膜；如果电解质组微弧氧化技术。又称微等离子氧化、阳极火花沉积或火化放分在低温下易于分解。则会形成电解质组分的氧化物。为了获重电阳极氧化［，３是在普通阳极氧化基础上发展起来的一种新的得金属成分和电解质成分中的化学元素相互作用的产物，要］
表面处理技术。它将Ａ、、ｉＩＭｇＴ等有色金属或合金置于电解质水溶液中，用电化学反应，利在材料表面产生火花放电，在热化学、电化学和等离子体化学等的共同作用下，原位生长陶瓷层。通过微弧氧化处理生成的陶瓷层与基体结合牢靠，且具有膜厚、硬度高、、耐磨耐蚀、以及抗高温冲击等优异性能。绝缘在军事、航空航天、纺织、汽车、石油化工等领域有着广阔的应用前景［。４］现阶段，钛合金的微弧氧化研究多数是以Ｔ４Ｃ钛合金为研究对象，在其表面制备出耐磨、耐蚀Ｌ，５具有生物相容性Ｅ９］８］，和其他功能［］１的陶瓷层，多是集中在对膜层结构、 ” 但性能的研究，而对工艺参数的影响和作用则较少涉及。本文结合作者的

钛合金结构件表面微弧氧化涂层的制备及性能研究

钛合金结构件表面微弧氧化涂层的制备及性能研究钛合金作为一种优良的工程材料，在航空、航天、汽车等领域得到了广泛应用。

但由于其本身的缺陷，如低强度、低塑性等，以及与环境接触后易发生腐蚀，导致其处理难度较大。

因此，如何提高钛合金的性能，已成为当前研究的热点问题。

而钛合金表面涂层技术则是提高钛合金性能的有效途径之一。

本文主要探讨了钛合金结构件表面微弧氧化涂层的制备方法及其性能。

一、微弧氧化涂层技术概述微弧氧化涂层技术是一种通过电解液中的微弧放电在金属表面上生成一种陶瓷型氧化物膜的技术。

与传统的阳极氧化相比，微弧氧化涂层具有较高的致密性、硬度以及化学稳定性，可以提高金属表面的抗腐蚀性、耐磨性和耐高温性。

微弧氧化涂层主要应用于铝合金和钛合金等材料的表面处理。

二、微弧氧化涂层制备工艺1、基础制备工艺微弧氧化涂层制备工艺需要通过一定步骤来完成，首先需要对表面进行清洗，以去除油污、氧化皮等杂质，保证涂层的附着性。

其次，将钛合金表面置于含有电解液的电解槽当中，通过电极对电解液中的氧化物进行电离，产生微弧放电，使金属表面在电极热效应下形成氧化膜。

最后，将所得氧化膜进行清洗、干燥等处理，即得微弧氧化涂层。

2、优化制备工艺基于基础制备工艺，可以对微弧氧化涂层的制备过程进行优化。

例如，可以在电解液中掺入一定量的添加剂，以调节电解液的化学性质；可以通过改变电极形状、电源电压、电解液浓度等因素来控制微弧发生的位置、频率和强度，调节氧化膜的微观结构和性能。

此外，还可以采用离子注入、外加磁场等方法，进一步改善氧化膜的特性。

三、微弧氧化涂层性能1、表面形貌微弧氧化涂层的表面形貌随着制备条件的不同而变化。

一般而言，制备过程中较低的电解液浓度和较高电源电压可形成致密、均匀的氧化膜，而高浓度低电压条件下可能会出现孔洞或表面粗糙等缺陷。

微弧氧化涂层的表面形貌对其力学性能、涂层厚度以及材料耐磨、耐腐蚀等性能具有一定的影响。

2、微观结构微弧氧化涂层的微观结构是影响其性能的重要因素之一。

电解液浓度和酸碱度对Ti合金表面微弧氧化孔结构的影响

理论探索
青年与社会
电解液浓度和酸碱度对Ｔｉ合金表面微弧氧化孔结构的影响
刘延延
（大连理工大学
刘志成
冯
舟
大连１１６０００）
材料学院，辽宁
【摘要】为改变钛合金的生物相容性，以钨酸钠为电解液对钛合金进行微弧氧化，研究了钨酸钠的浓度和ＰＨ值对钛合金表面膜层形貌有影响。用扫描电镜和ｘ射线衍射仪分别对氧化膜的形貌和物相进行表征。结果表明，随着钨酸钠浓度的增加，参与氧化反应的钨酸根离子变多，氧化膜层的表面变得光滑，孔径变大，孔洞分布均匀、密布；电解液的ＰＨ对氧化膜的表面形貌并没有太大的影响，但当电解液为酸性时，氧化效果特别差。【关键词】钛合金；微孤氧化；多孔表面；酸碱度
来加以研究。
三、结论
、
实验过程
试样材料采用商业纯钛，尺寸为中ｌＯｍｍ×ｌｍｍ，实验前经砂纸打磨、清洗、风干。电解液为浓度分别为
０．０２ｍｏｌ・Ｌ～，０．０５ｍｏｌ・Ｌ～、０．０８ｍｏｌ・Ｌ的Ｎａ，ＷＯ４溶液，再以０．１ｍｏｌ・Ｌ的ＨＣ１和０．１ｍｏｌ・Ｌ的ＮａＯＨ溶液调节
金属钛因其具有强度高、耐蚀性好、密度与人骨接近等特点，成为牙等硬组织替代重要材料，为提高钛合金的生物相容性，促进组织细胞生长，通过微弧氧化法在钛合金表面形成多孔的陶瓷涂层，使得钛及其合金更好地服务于人类的

钛表面等离子体电解氧化制备的Ca-P-Si生物活性陶瓷膜的电化学性能

（１沈阳理工大学装备工程学院，沈阳１１０１５９；２中国人民解放军９５９０５部队，锦州１２１０１８）摘要采用等离子体电解氧化法在钛表面制备Ｃａ－Ｐ－Ｓｉ生物活性陶瓷氧化膜。将纯钛及等离子体电解氧化后纯钛两种样品
ＧＵＯＫａｉ，ＹＵＨａｉｌｏｎｇ，ＴＡＮＧＥｎｌｉｎｇ，ＷＡＮＧＭｅｎｇ，ＨＥＬｉｐｉｎｇ，ＬＩＵＳｈｕｈｕａ
（１ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｑｕｉｐｍｅｎｔｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈｅｎｙａｎｇＬｉｇｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｓｏｆｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉｏｄｙｎａｍｉｃｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓａｎｄｔｈｅａｈｅｒｎａｔｉｎｇ－ｃｕｒｒｅｎｔｉｍｐｅｄａｎｃｅｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅＣａ－Ｐ－Ｓｉｃｏａｔｅｄｓａｍｐｌｅａｃｈｉｅｖｅｄ
ｎｉｕｍ，ｂｏｔｈｏｆｗｈｉｃｈｗｅｒｅｉｍｍｅｒｓｅｄｉｎｔｏＨａｎｋ’ ｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｏｄｙｆｌｕｉｄａｔ３７℃ 。ｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｔｈｅｒｅ —

钛合金阳极氧化膜层影响因素的研究与应用

钛合金阳极氧化膜层影响因素的研究与应用
钛合金在阳极氧化过程中形成的氧化膜层，具有优异的耐腐蚀性、耐磨性和厚度均匀性，因此被广泛应用于航空航天、汽车制造、生物
医学等领域。

本文对钛合金阳极氧化膜层的影响因素进行了研究，并
探讨了其在工业制造中的应用。

（一）影响因素
1. 电解液的组成：电解液的pH值、温度、浓度和成分会影响钛
合金氧化膜的生长速度、厚度和质量。

一般情况下，在中性或碱性电
解液中，电解液中的离子浓度越高，产生的氧化膜越厚。

2. 电解液的流动状态：电解液流动状态的不同会影响钛合金表
面的均匀性和氧化膜的均匀性。

在电解液静止的状态下，容易造成阳
极氧化膜的不均匀性。

3. 电解条件：电解时间、电流密度和电解电压是影响阳极氧化
膜生长的重要因素，它们的不同组合会导致氧化膜的厚度、颜色和质
量的不同。

（二）应用
1. 航空航天领域：钛合金阳极氧化膜层具有高强度、低密度和
良好的腐蚀性能，被广泛应用于飞机、导弹、卫星等航空航天装备中。

2. 汽车制造领域：钛合金阳极氧化膜层可以改善汽车外观，提
高其防腐性和耐磨性，被用于汽车零部件的表面涂装。

3. 生物医学领域：钛合金阳极氧化膜层在生物医学领域中有广
泛的应用，可以用于假体植入材料的表面涂层，提高其生物相容性和
耐腐蚀性。

综上所述，阳极氧化技术可以有效地改善钛合金的表面性能，提
高其在工业制造中的应用价值。

《电解液添加剂对弧氧化膜层结构及性能的影响》

《电解液添加剂对弧氧化膜层结构及性能的影响》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，弧氧化技术作为一种重要的表面处理技术，在众多领域得到了广泛的应用。

其中，电解液在弧氧化过程中起着至关重要的作用，而电解液中的添加剂更是影响膜层结构及性能的关键因素。

本文旨在探讨电解液添加剂对弧氧化膜层结构及性能的影响，以期为相关领域的研究和应用提供理论依据。

二、电解液添加剂的种类与作用电解液添加剂主要包括成膜剂、导电剂、光亮剂等。

这些添加剂在弧氧化过程中，通过与基体金属离子发生反应，影响膜层的形成过程，从而改变膜层的结构及性能。

三、添加剂对膜层结构的影响1. 成膜剂：成膜剂是影响膜层结构的主要因素。

在弧氧化过程中，成膜剂与基体金属离子结合，形成稳定的化合物，进而影响膜层的形成过程。

不同种类的成膜剂会导致膜层结构的不同，如孔隙率、致密度等。

2. 导电剂：导电剂的作用是提高电解液的导电性能，从而促进弧氧化的进行。

然而，导电剂的存在也会对膜层的结构产生影响。

适量的导电剂可以细化晶粒，使膜层更加致密；而过量的导电剂则可能导致膜层出现裂纹、孔洞等缺陷。

3. 光亮剂：光亮剂主要用于改善膜层的光泽度。

在弧氧化过程中，光亮剂可以吸附在膜层表面，通过改变膜层的微观结构，提高其反射性能。

四、添加剂对膜层性能的影响1. 硬度与耐磨性：添加适当的成膜剂可以提高膜层的硬度及耐磨性，从而提高工件的使用寿命。

2. 耐腐蚀性：通过调整电解液中添加剂的种类和浓度，可以改善膜层的耐腐蚀性能。

例如，添加具有缓蚀作用的添加剂可以降低膜层在腐蚀介质中的溶解速率，从而提高其耐腐蚀性能。

3. 结合力：添加剂的种类和浓度也会影响膜层与基体之间的结合力。

适当的添加剂可以增强膜层与基体之间的相互作用，提高结合力。

五、实验研究及结果分析本文通过实验研究了不同种类和浓度的电解液添加剂对弧氧化膜层结构及性能的影响。

实验结果表明，适量的成膜剂、导电剂和光亮剂可以改善膜层的结构及性能。

《电解液添加剂对弧氧化膜层结构及性能的影响》

其中，电解液在弧氧化过程中起着至关重要的作用，而电解液中的添加剂更是影响膜层结构及性能的关键因素。

本文旨在探讨电解液添加剂对弧氧化膜层结构及性能的影响，以期为相关研究和应用提供理论依据。

二、电解液添加剂的种类与作用电解液添加剂主要包括有机添加剂、无机添加剂和其他类型的添加剂。

这些添加剂在弧氧化过程中，通过与基体金属离子发生化学反应，影响膜层的生长过程和结构。

此外，添加剂还可以改善电解液的导电性能、稳定性以及膜层的耐腐蚀性能。

三、电解液添加剂对弧氧化膜层结构的影响1. 膜层厚度与致密度：电解液中的添加剂可以影响膜层的生长速率和厚度。

适量的添加剂可以促进膜层的均匀生长，提高膜层的致密度。

而过多或过少的添加剂则可能导致膜层生长速度过快或过慢，从而影响膜层的厚度和致密度。

2. 晶体结构：添加剂可以影响膜层的晶体结构，使其从多晶态转变为更稳定的单晶态。

这有助于提高膜层的硬度和耐磨性能。

3. 孔隙率：电解液添加剂可以改善膜层的孔隙率。

适量的添加剂可以减少膜层中的孔隙，提高膜层的致密性和防护性能。

四、电解液添加剂对弧氧化膜层性能的影响1. 耐腐蚀性能：电解液添加剂可以显著提高弧氧化膜层的耐腐蚀性能。

添加剂中的某些成分可以与基体金属形成稳定的化合物，从而提高膜层的耐腐蚀性。

此外，添加剂还可以改善电解液的导电性能，有利于形成均匀、致密的膜层，进一步提高耐腐蚀性能。

2. 硬度与耐磨性能：电解液添加剂可以增强弧氧化膜层的硬度与耐磨性能。

这主要是由于添加剂可以促进膜层中硬质相的形成，从而提高膜层的硬度。

同时，添加剂还可以改善膜层的致密性和结合力，增强膜层的耐磨性能。

3. 表面粗糙度：适量的电解液添加剂可以降低弧氧化膜层的表面粗糙度，使表面更加光滑。

这有助于提高产品的外观质量和使用性能。

不同主盐电解液对TC4钛合金微弧氧化膜层结构和性能的影响

不同主盐电解液对TC4钛合金微弧氧化膜层结构和性能的影响不同主盐电解液对TC4钛合金微弧氧化膜层结构和性能的影响摘要：微弧氧化技术是一种通过在阳极表面形成微弧放电而形成的陶瓷氧化膜。

本文通过对TC4钛合金在不同主盐电解液条件下进行微弧氧化处理，并研究了电解液种类对膜层结构和性能的影响。

实验结果表明，不同主盐电解液对TC4钛合金微弧氧化膜层的结构和性能都有较大的影响。

关键词：微弧氧化；TC4钛合金；主盐电解液；膜层结构和性能1. 引言钛合金是一种重要的结构材料，在航空航天、汽车制造等领域有广泛应用。

然而，钛合金表面易受到氧化腐蚀的影响，导致其力学性能下降。

为了提高钛合金的抗腐蚀性和耐磨性，微弧氧化技术被广泛应用于钛合金表面膜层的形成。

2. 实验方法2.1 实验材料本实验采用TC4钛合金作为基材，其化学成分为Ti-6Al-4V。

2.2 实验装置实验装置主要包括微弧氧化设备、电解槽、电源和温度控制系统等。

2.3 实验步骤(1) 清洗：将TC4钛合金样品进行机械抛光，然后进行超声波清洗，以去除表面杂质。

(2) 微弧氧化处理：将清洗后的TC4钛合金样品放入电解槽中，设置合适的电压和电流，并选择不同主盐电解液进行处理。

(3) 结构和性能测试：对微弧氧化膜层进行表面形貌观察、成分分析、硬度测试等。

3. 结果与讨论3.1 膜层结构通过SEM观察表明，不同主盐电解液条件下形成的氧化膜层结构存在差异。

以硅酸盐盐水溶液为主盐电解液时，膜层呈现出致密且均匀的结构；而以磷酸盐盐水溶液为主盐电解液时，膜层呈现出较粗糙的结构。

3.2 膜层性能硬度测试结果显示，硅酸盐盐水溶液为主盐电解液的膜层硬度较高，而磷酸盐盐水溶液为主盐电解液的膜层硬度较低。

这可能是由于不同主盐电解液对膜层的成分和结构有影响。

4. 结论本研究通过对TC4钛合金在不同主盐电解液条件下进行微弧氧化处理的实验研究，发现主盐电解液的选择对膜层结构和性能具有显著影响。

电解质对钛合金微弧氧化放电方式和耐磨性能的影响

表面技术第52卷第8期电解质对钛合金微弧氧化放电方式和耐磨性能的影响章浩，谢凤宽，刘谦（陆军装甲兵学院装备保障与再制造系装备防护教研室，北京 100072）摘要：目的通过比较添加微量磷酸盐对放电方式的影响，表征各膜层的微观结构与成分组成，研究分析放电方式差异对膜层耐磨性能的影响。

方法在3组电解液中分别进行TC4钛合金微弧氧化，以磨损率为指标判定每组的最优配比。

通过扫描电子显微镜（SEM）观察膜层表面与截面微观形貌。

使用X射线能量色散谱仪（EDS）分析膜层表面和磨损区域的元素分布情况。

使用X射线衍射仪（XRD）表征膜层物相结构组成，通过维氏显微硬度计测量膜层的硬度，使用摩擦磨损试验机进行膜层摩擦学性能测试，并通过三维形貌仪分析磨痕轮廓。

结果在铝酸盐电解液中添加磷酸盐电解质后会增强A、C型放电，减弱B型放电，使制得膜层的缺陷（微孔与微裂纹）明显增多，产生了较厚的疏松层，并且随着电解液中磷酸根离子的增多，放电方式进一步受影响，膜层磨损率也大幅增加。

而不添加磷酸盐的20 g/L铝酸盐浓度制备的钛合金微弧氧化膜层在15 N高载荷滑动干摩擦下的摩擦系数为0.6~0.7，磨痕窄且浅，磨损率仅为基体的7.22%。

结论磷酸盐电解质极易引起杂质放电，导致微弧氧化反应时B型放电显著减弱，A、C型放电大幅增加，导致膜层致密性显著降低，严重降低了微弧氧化膜层的耐磨性能。

20 g/L铝酸盐电解液制备的钛合金微弧氧化膜层缺陷少、硬度高、厚度大，显著改善了高载荷下钛合金的耐磨性能。

关键词：TC4钛合金；微弧氧化；放电方式；膜层缺陷；耐磨性能中图分类号：TG174.451文献标识码：A 文章编号：1001-3660(2023)08-0216-10DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2023.08.016Effect of Electrolyte on Micro-arc Oxidation Discharge Modeand Wear Resistance of Titanium AlloyZHANG Hao, XIE Feng-kuan, LIU Qian(Department of Equipment Protection, Department of Equipment Support and Remanufacturing,Army Academy of Armored Forces, Beijing 100072, China)ABSTRACT: Micro-arc oxidation technology is an advanced surface treatment technology for in-situ growth of oxide ceramic coating on the substrate surface. It can improve the surface properties such as wear resistance, corrosion resistance and high temperature oxidation resistance without changing the properties of the substrate material. Because different discharge modes收稿日期：2022-07-27；修订日期：2022-10-11Received：2022-07-27；Revised：2022-10-11作者简介：章浩（1998—），男，硕士研究生。

《2024年电解液添加剂对弧氧化膜层结构及性能的影响》范文

《电解液添加剂对弧氧化膜层结构及性能的影响》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，弧氧化技术已成为金属表面处理的重要手段。

该技术利用电弧作用在金属表面形成一层氧化膜，提高金属的耐腐蚀性、耐磨性及美观度。

电解液作为弧氧化过程中的关键因素，其组成对膜层的结构及性能具有重要影响。

本文将重点探讨电解液添加剂对弧氧化膜层结构及性能的影响。

二、电解液添加剂的种类及其作用电解液添加剂种类繁多，常见的包括成膜剂、润湿剂、稳定剂等。

这些添加剂在电解液中发挥着各自的作用，对膜层的形成及性能产生直接影响。

1. 成膜剂：成膜剂是影响膜层结构及性能的关键因素。

它能够在电弧作用下与金属表面反应，促进膜层的形成，并影响膜层的厚度、致密性及均匀性。

2. 润湿剂：润湿剂能够改善电解液与金属表面的润湿性，有利于电弧在金属表面均匀分布，从而影响膜层的均匀性和致密性。

3. 稳定剂：稳定剂能够提高电解液的稳定性，防止电解液在弧氧化过程中发生分解或变质，从而保证膜层的稳定性及持久性。

三、电解液添加剂对弧氧化膜层结构的影响电解液添加剂对弧氧化膜层的结构具有显著影响。

成膜剂的种类和浓度直接影响膜层的厚度、致密性和均匀性。

例如，含有适当浓度成膜剂的电解液能够促进膜层致密性的提高，减少膜层中的孔隙和缺陷。

此外，润湿剂的加入可以改善电弧在金属表面的分布，使膜层更加均匀。

这些因素共同作用，使得膜层结构得到优化，提高其耐腐蚀性和耐磨性。

四、电解液添加剂对弧氧化膜层性能的影响1. 耐腐蚀性：电解液添加剂能够提高弧氧化膜层的耐腐蚀性。

成膜剂和稳定剂的加入使膜层更加致密和均匀，减少了腐蚀介质渗入膜层的可能性。

此外，润湿剂的加入有助于电弧在金属表面均匀分布，使得膜层具有更好的防护性能。

2. 耐磨性：电解液添加剂还能提高弧氧化膜层的耐磨性。

成膜剂在电弧作用下与金属表面反应，形成具有较高硬度的氧化物层，从而提高膜层的耐磨性。

此外，润湿剂和稳定剂的加入也有助于提高膜层的致密性和均匀性，进一步增强其耐磨性能。

电解液对微弧氧化的作用

电解液对微弧氧化的作用
微弧氧化是一种表面处理技术，它利用高电压电弧在金属表面产生微
观氧化反应，形成一层陶瓷状氧化层，具有优异的耐磨性、耐腐蚀性
和耐高温性。

电解液是微弧氧化过程中不可或缺的一部分，可以起到
多种作用。

首先，电解液可提供反应所需的化学物质。

微弧氧化过程中需要电解
液提供氧化剂和金属离子等化学物质，以促进氧化层的形成和稳定性。

在电解液中加入适量的氟化物和硅酸盐等物质可以提高氧化层的硬度
和致密性。

其次，电解液可以调节反应的环境。

电解液的pH值、离子浓度和温
度等参数都会影响微弧氧化的反应速率和产物性质。

例如，在酸性电
解液中进行微弧氧化可以提高反应速率和氧化层的均匀性，但容易产
生气泡和铁离子污染，而碱性电解液则有利于形成致密均匀的氧化层。

另外，电解液还可以影响微弧氧化的电化学行为。

由于微弧氧化属于
一种复杂的电化学反应，电解液中的离子浓度和电导率等参数会直接
影响反应过程中的电子转移和化学反应速率。

一些电解液如磷酸盐、
硝酸盐和铝酸盐可以提高氧化层的电化学性能，提高其对电解质的传
递效率和电阻性能。

总的来说，电解液是微弧氧化过程中至关重要的组成部分，可以促进反应物质的供应和反应环境的调节，从而控制氧化层的形成和性质。

为了得到较好的微弧氧化效果，需要根据不同材料和应用需求精心选择电解液组分和浓度，并控制反应条件和参数。

电解液对微弧氧化陶瓷膜结构与耐蚀性的影响

电解液对微弧氧化陶瓷膜结构与耐蚀性的影响姜兆华;李爽;姚忠平;孙学通【期刊名称】《材料科学与工艺》【年(卷),期】2006(014)005【摘要】在3种不同的电解液体系中,利用微弧氧化技术在AZ91D镁合金表面原位生长了陶瓷膜.通过扫描电镜、X射线衍射、电化学分析等方法研究了陶瓷膜的形貌特征、相结构及耐腐蚀性能.研究表明,在相同反应条件下,不同电解液体系中生成的陶瓷膜结构和性能不同,硅酸钠体系中生成的陶瓷膜厚度大、偏铝酸钠体系中生成的陶瓷膜较薄,偏铝酸钠与硅酸钠的混合体系中生成的陶瓷膜致密、耐腐蚀性能较好.三体系中生成的陶瓷膜中都含有MgO,偏铝酸钠体系陶瓷膜中含有MgAl2O4、硅酸钠体系中含有Mg2SiO4,混合体系中则这两种物质都存在.【总页数】3页(P460-462)【作者】姜兆华;李爽;姚忠平;孙学通【作者单位】哈尔滨工业大学,应用化学系,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学,应用化学系,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学,应用化学系,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学,应用化学系,黑龙江,哈尔滨,150001【正文语种】中文【中图分类】TQ153.6;O614.22【相关文献】1.电解液中Na2WO4对Ti2AlNb微弧氧化膜结构及摩擦磨损性能的影响 [J], 刘小辉;王帅星;杜楠;赵晴;康佳;刘欢欢2.电解液Ca,P浓度对纯钛表面微弧氧化膜结构和特性的影响 [J], 陈建治;黄海蓉;王磊;石玉龙3.电解液钙磷比对微弧氧化法制备含钙磷氧化物膜结构的影响 [J], 陈建治;张富强;石玉龙;王磊;闫凤英4.电解液组分对TiCp/Ti6Al4V复合材料微弧氧化膜耐蚀性及耐磨性影响 [J], 罗军明;吴小红;徐吉林5.电解液组成对纯钛微弧氧化膜结构及光催化活性的影响 [J], 何剑;蔡启舟;骆海贺;魏伯康;李定骏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

钙盐和氢氧化钾浓度对钛合金微弧氧化膜表面形貌及成分的影响

钙盐和氢氧化钾浓度对钛合金微弧氧化膜表面形貌及成分的影响乔丽萍;江龙发;黄华德;曲彪;张淑芳;张荣发;向军淮【摘要】在含15 g/L食品添加剂植酸的基本溶液中，分别加入乙酸钙、氧化钙、磷酸二氢钙、甘油磷酸钙、EDTA-Ca 5种钙盐以及氢氧化钾，研究钙盐种类和氢氧化钾浓度对钛合金微弧氧化膜表面形貌及成分的影响。

采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶红外光谱仪(FT-IR)表征氧化膜的表面形貌、成分和结构。

结果表明：钙盐能显著提高氧化膜中磷含量，且氧化钙、磷酸二氢钙和 EDTA-Ca 能较大程度地提高氧化膜中的钙含量；氢氧化钾浓度越高，氧化膜中的钙含量越高。

钙盐和氢氧化钾均能增大氧化膜表面的微孔直径。

%Five kinds of calcium salts, such as Ca(CH3COO)2, CaO, Ca(H2PO4)2, C3H7CaO6P, EDTA-Ca and KOH, were separately added into a base solution of 15 g/L as food additive phytic acid. The effects of calcium salts and KOH concentrations on the surface morphology and chemical composition of micro arc oxidation coatings formed on titanium alloys were studied. The surface morphology, chemical compositions and phase structures were characterized by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS) and X-ray diffractometry (XRD). The results show that calcium slats can significantly increase the phosphorus content of anodic coatings. In addition, CaO, Ca(H2PO4)2 and EDTA-Ca can greatly improve the calcium content of anodic coatings. With the increase of KOH concentration, the calcium content of the oxide filmincreases. Both calcium slats and KOH can significantly increase the surface pore diameter of the oxide film.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】7页(P1590-1596)【关键词】钛合金;微弧氧化;电解质;钙盐;氢氧化钾【作者】乔丽萍;江龙发;黄华德;曲彪;张淑芳;张荣发;向军淮【作者单位】江西科技师范大学材料与机电学院，南昌 330013;江西出入境检验检疫局综合技术中心，南昌 330013;江西科技师范大学材料与机电学院，南昌330013; 江西科技师范大学江西省材料表面工程重点实验室，南昌 330013;江西科技师范大学材料与机电学院，南昌330013;江西科技师范大学材料与机电学院，南昌 330013; 江西科技师范大学江西省材料表面工程重点实验室，南昌 330013;江西科技师范大学材料与机电学院，南昌 330013; 江西科技师范大学江西省材料表面工程重点实验室，南昌 330013;江西科技师范大学材料与机电学院，南昌330013; 江西科技师范大学江西省材料表面工程重点实验室，南昌 330013【正文语种】中文【中图分类】TG146.2+3钛合金由于密度小、比强度高、弹性模量低以及优良的生物相容性和加工成形性，近些年来，已发展成为外科植入物用较理想的功能结构材料[1]。

钛合金微弧氧化电解液及添加剂的研究进展

钛合金微弧氧化电解液及添加剂的研究进展吴连波;马维红;李兴照【摘要】根据实验研究，介绍了不同电解液体系及其温度对钛合金微弧氧化膜层微观组织结构和性能的影响。

分析了不同类型添加剂对膜层性能的作用，提出采用新的复合电解液体系及合理选择纳米、微米级颗粒添加剂是今后钛合金微弧氧化电解液的发展方向。

%According to experimental studies ,effects of different electrolyte systems and temperature on the microstructures and properties of ceramic coatings with microarc oxidation are introduced ,and influences of different types of additives on film's performance are analyzed .It is suggested that new composite electrolyte systems and suitable additives of nanoparticles and microparticles would be widely applied to the microarc oxidation electrolyte of titanium alloys .【期刊名称】《长春工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】5页(P134-138)【关键词】钛合金;微弧氧化;电解液;添加剂【作者】吴连波;马维红;李兴照【作者单位】长春工业大学材料科学与工程学院，吉林长春 130012;长春工业大学材料科学与工程学院，吉林长春 130012;长春工业大学材料科学与工程学院，吉林长春 130012【正文语种】中文【中图分类】TQ153.60 引言钛合金具有质轻、比强度高、弹性模量低、无毒、抗腐蚀等优异性能，被广泛应用于航空航天、医药卫生等领域［1－2］。

电解液对微弧氧化陶瓷层成分及结构影响的研究的开题报告

电解液对微弧氧化陶瓷层成分及结构影响的研究的开题报
告
一、研究背景
微弧氧化是一种通过在金属表面形成氧化层来提高其耐腐蚀性、硬度和耐磨性的表面处理技术。

这种技术通常用于航空、汽车和机械工程等领域中的高性能材料的生产。

其中，电解液是微弧氧化过程中不可或缺的组成部分。

电解液的质量和成分对微弧氧化陶瓷层的质量和性能有着至关重要的影响。

二、研究目的
本研究的目的是探究电解液对微弧氧化陶瓷层成分及结构的影响。

通过改变电解液的成分和浓度，以及微弧氧化的工艺参数来制备材料，并对其进行成份分析、表面形貌分析和物理性能测试，以验证电解液对微弧氧化陶瓷层性能的影响。

三、研究内容和方法
1. 电解液成分的设计和配制
设计不同成分的电解液，并通过试验选择最佳的电解液成分和浓度。

2. 制备微弧氧化陶瓷层
在不同的电解液条件下，制备微弧氧化陶瓷层，并通过SEM和XRD等手段对其进行形貌和成分分析。

3. 性能测试
对微弧氧化陶瓷层的性能进行测试，包括耐腐蚀性、硬度和耐磨性等方面。

四、研究意义
本研究将有助于深入理解电解液对微弧氧化陶瓷层性能的影响机制，为材料工程师和相关领域的研究者提供指导；同时，结果对开发新型电解液和微弧氧化处理工艺具有一定的参考价值。

纯钛表面微弧氧化法制备含羟基磷灰石氧化膜的实验研究

纯钛表面微弧氧化法制备含羟基磷灰石氧化膜的实验研究陈建治;张富强;石玉龙;王磊;闫凤英【期刊名称】《生物医学工程学杂志》【年(卷),期】2008(25)1【摘要】应用微弧氧化技术在纯钛表面制备含羟基磷灰石的氧化物膜。

在氧化过程中,将钛试件放入含Ca、P电解液中,用直流脉冲电源处理。

用扫描电镜(SEM)观察试件的表面和横断面形貌,X射线能谱(EDS)及X射线衍射(XRD)分析其元素成分和晶相结构。

结果表明微弧氧化处理后,纯钛表面生成微孔结构的氧化膜,膜层厚度约20μm,由O、Ti、Ca和P四种元素组成。

膜层表面有分布不均匀的火山丘状的微孔分布,直径小于5μm。

膜层表面的钙磷原子比为1.63,界面处的钙磷原子比为0.51。

膜层由金红石型和锐钛矿型二氧化钛及少量结晶相羟基磷灰石组成。

微弧氧化技术在纯钛表面生成了内层致密外层多孔的晶相二氧化钛膜,同时含有少量羟基磷灰石,表明该技术在人工种植牙和人工骨关节等领域具有良好的医学应用前景。

【总页数】4页(P127-130)【关键词】钛;微弧氧化;氧化膜;羟基磷灰石【作者】陈建治;张富强;石玉龙;王磊;闫凤英【作者单位】上海交通大学医学院附属第九人民医院,口腔医学院口腔修复科,上海市口腔医学研究所,上海200011;浙江中医药大学附属第二医院,浙江省新华医院口腔科,杭州310053;青岛科技大学材料科学与工程学院,青岛266042;青岛大学医学院附属医院口腔修复科,青岛266003【正文语种】中文【中图分类】R318.08【相关文献】1.微弧氧化-水热合成法在二氧化钛膜上制备羟基磷灰石涂层 [J], 胡燕;彭冰清;吴晓玲;侯兴刚;廖晖;张近福;刘安东2.纯钛表面微弧氧化羟基磷灰石膜的制备 [J], 吴琴3.微弧氧化法在纯钛表面生成含羟基磷灰石陶瓷膜的研究 [J], 于维先;于德珍;马洁;毕文翔4.纯钛阳极氧化及表面薄层羟基磷灰石形成技术的研究Ⅲ.蒸汽温度及Ca2+浓度对氧化膜表面析出晶体性能的影响 [J], 王家伟;程祥荣;王贻宁5.纯钛阳极氧化及表面薄层羟基磷灰石形成技术的研究Ⅰ .氧化膜的制备及羟基磷灰石涂层的形成 [J], 王家伟;程祥荣;向巍;赵立群因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。