基于电化学方法在铝合金和碳钢表面制备tiolt2gt复合膜

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1、摘要利用电化学方法在导电材料上制备Ti02薄膜具有成本低、工艺简单、操作方便、适用于不同形状的工件、生成的薄膜具有良好的均匀性、在一定的沉积时间和电压范围内可控制膜的厚度等优点，具有广阔的应用前景。本课题基于电化学方法分别在铝合金表面制备灿203／Ti02复合膜，并在碳钢表面制备NiP／Ti02复合膜，基体廉价且应用广泛，不需热处理，对Ti02应用的推广具有重要的现实意义。采用LY-12铝合金在呈酸性的TiP04电解液中、匀速上升的直流电压下进行阳极氧化同时沉积Ti02的方法，使其表面生成了A1203／Ti02复合膜。用SEM观察了其表面微观结构，并用EDS表征了其表面成分，结

2、果显示：该复合膜的微观结构与多孔阳极A1203薄膜(PAA)不同，不存在微孔结构，且表面含Ti原子。通过在3．5％NaCl溶液中对含有A1203爪02复合膜和PAA膜的铝合金电极进行自腐蚀电位随时间变化测试、电化学阻抗谱和极化曲线测试，分别比较和研究了两种膜电极于常温下在3．5％NaCl溶液中的耐蚀行为，结果表明：两种膜电极在在自然条件下的腐蚀机理不同，A1203／Ti02复合膜的耐蚀性高于PAA膜；A1203门n02复合膜电极(EDTA与Ti3+的摩尔比为4：1)的耐孔蚀能力强于PAA膜电极，且耐孔蚀能力均明显优于铝合金。采用恒电位阳极沉积法于TiP04溶液中，在以NiP镀层

3、为过渡层的Q235钢片上制备Ti02薄膜。利用环境扫描电子显微镜(ESEM)观察了Ti02薄膜的表面形貌，当电解液的pH=2时，显示的结果与NiP镀层的照片差别不大，而当电解液的pH=3时，试样表面出现了微裂纹：并用EDS分析了其表面显微成分，结果显示含Ti原子；用电化学阻抗谱法和动电位极化曲线测试方法研究了表面覆盖NiP／Ti02复合膜的电极在3．5％NaCl溶液中的耐蚀行为，结果表明常温下在该腐蚀介质中，含有NiP厂ri02复合膜的电极与含NiP镀层的电极的腐蚀机理不同，且前者的耐蚀性优于后者。本文在NiP镀层上制备Ti02薄膜时选用电化学方法代替了溶胶一凝胶法，简化了工艺

4、，降低了成本；另外，以TiP04溶液代替TiCl3溶液做电解液，避免了易造成孔蚀的Cl-的引入。关键词：铝合金，阳极氧化，A1203／Ti02复合膜，电化学阻抗谱，碳钢，NiP／Ti02复合膜ABSTRACTUsingelectrochemicalmethodtOprepareTi02filmsontheconductivematerialhasmanyadvantages，suchaslow—cost，simpleprocess，easytooperate，applicabletoworkpieceswithdifferentshapes．Bythismethod，films

5、couldbepreparedwithgooduniformity；inaddition，theirthicknesscouldbecontrolledincertaindepositiontimeandunderarangeofvoltage．Inaword，electrochemicalmethodillustratedagoodprospectofapplicationandextension．Onthebasisofelectrochemicalmethods，twoimprovedapproachesweredrewout,oneispreparingA1203／Ti

6、02compositefilmsonaluminumsurface，andtheotherwaspreparingNiP／Ti02compositefilmsonthesurfaceofthecarbonsteel．Duetothesetwokindsofsubstratemetalcheapandwidelyused，notreatmentinvolved,promotionofthesetwomethodstoprepareTi02compositefilmsaleofgreatrealisticsignificance．A1203／Ti02compositefilmswe

7、repreparedonLY-12AluminumalloysamplesurfaceinTiP04electrolyteunderD．C．voltageincreasedataconstantspeed，byanodeoxidizinganddepositingTi02atonetime．ThesurfacemicroslructureofcompositefilmsWasobservedbySEM，andcompositionWascharacterizedbyEDS．Theresult