zti60合金微弧氧化工艺及其膜层腐蚀特性分析

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1、「StudyofmicroarcoxidationoftheZTi60alloyandcorrosioncharacteristicsofthefilmADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：HuXing论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体己经

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3、年毕Jq冯El摘要ZTi60合金因其优异的综合性能，在舰船制造业中的应用量急剧增加，但钛合金与不锈钢

4、配合使用时容易造成明显的电偶腐蚀。本文采用微弧氧化技术，对ZTi60合金微弧氧化工艺进行了大量的试验，优选出适合ZTi60合金的电解质溶液配方，并在其表面制备出相应的微弧氧化陶瓷膜层。采用扫面电子显微镜(SEM)观察并分析了所获膜层的表面和截面形貌，采用X．射线衍射仪(XIm)研究了膜层的相结构组成。分析了工艺参数对膜层的生长特性、微观组织形貌、相结构等的影响。通过对ZTi60合金微弧氧化膜层的极化曲线测量及Tafal斜率分析、交流阻抗测量及等效电路拟合，研究了其表面经过微弧氧化后自身的耐蚀性。通过

5、3．5％NaCl溶液浸泡试验，研究了具有不同微弧氧化膜层的ZTi60合金与321不锈钢构成电偶对时不锈钢的腐蚀速率。通过标准电偶腐蚀试验，对比研究了与321不锈钢构成电偶对时，未经过微弧氧化处理的ZTi60合金和经过不同溶液微弧氧化处理的ZTi60合金的电偶腐蚀特性，测试了几种不同工艺条件下制备膜层的电偶电流和电偶电位。研究结果表明：ZTi60合金微弧氧化处理的比较理想的溶液组成有：(1)1．5号溶液：硅酸钠169／L，六偏磷酸钠14g／L，柠檬酸钠2g／L(2)2-5号溶液：偏铝酸钠13g／L，六

6、偏磷酸钠4g／L，氟化钠1g／LSEM照片显示，陶瓷膜层表面是由若干类似于“火山堆”状的微孔组成；经硅酸盐．磷酸盐复合溶液处理所获陶瓷膜层表面的微孔较大，粗糙度较大，致密性较差，而经铝酸盐．磷酸盐复合溶液处理所获陶瓷膜层表面的微孔较小，粗糙度较小，致密性较好；硅酸盐．磷酸盐复合溶液中所获得的膜层较铝酸盐．磷酸盐复合溶液中的厚。XRD分析得出，经硅酸盐．磷酸盐复合溶液微弧氧化后所获膜层主要由锐钛矿相Ti02构成，金红石相Ti02含量较少，经铝酸盐．磷酸盐复合溶液微弧氧化处理后所获膜层主要由A12Ti0

7、5相组成。ZTi60合金表面获得微弧氧化膜层后，其腐蚀电位向正方向移动，阳极极化率增大，腐蚀电流减小，使得腐蚀速度减慢，从而使其自身的耐蚀性得到提高，并且经过1．5号溶液处理的ZTi60合金试样，其耐蚀性更好；ZTi60合金微弧氧化膜层在3．5％NaCI溶液中的腐蚀模型为均匀腐蚀。未经微弧氧化处理ZTi60合金与321不锈钢偶对时，不锈钢被严重腐蚀，腐蚀速度为大于49／dm2，ZTi60合金经过微弧氧化之后，不锈钢腐蚀得到缓解，腐蚀速度明显减慢；相同参数条件下，经1．5号溶液处理ZTi60合金使得不

8、锈钢的腐蚀较经2-5号溶液处理ZTi60合金使得不锈钢的腐蚀要慢，且在1．5号溶液中处理20min，终止电压为400V时，321不锈钢的腐蚀速度减小至lg／dm2。ZTi60合金经过微弧氧化之后，与321不锈钢构成电偶对时，平均电偶电流可减小三分之二，电偶电位几乎不变。经1．5号溶液微弧氧化处理的ZTi60合金，与321不锈钢偶接后，其电偶腐蚀等级可提高到A级。关键词：ZTi60合金；微弧氧化；陶瓷膜层；抗蚀性AbstractBecauseofitsexcellentperformance，ZTi6

9、0alloyusedinthemanufacturingofshipsincreasessharply，butwiththeuseoftitaniumandstainlesssteel，itissusceptibletocausesignificantgalvaniccorrosion．Inthispaper，micro-arcoxidationwasused，alotoftestingformicro．arcoxidationprocessofZTi60alloyh