Diverse modalități de a obține rezistența la coroziune a aliajelor de titan

Odată cu progresul continuu al științei și tehnologiei, aliajele de titan, ca material de inginerie important, au fost utilizate pe scară largă în domeniul aerospațial, inginerie marină, medical și alte domenii. Cu toate acestea, rezistența la coroziune a aliajelor de titan este direct legată de viața și siguranța serviciului lor. Prin urmare, modul de a asigura rezistența la coroziune a aliajelor de titan a devenit un subiect important de cercetare. Redactorii Haiboweier vor introduce diverse modalități de a obține rezistența la coroziune a aliajelor de titan, inclusiv formarea naturală a filmului de oxid de suprafață, tehnologia de oxidare a micro-arcului, modificarea suprafeței și tratamentul de etanșare, aliaj, aplicarea filmului super-hidrofob și strategie de protecție cuprinzătoare.

Formarea naturală a filmului de oxid de suprafață

Aliajele de titan pot forma în mod natural un film de oxid de oxid de dioxid de titan dens în aer. Această peliculă de oxid este foarte subțire (de obicei doar câțiva nanometri grosime), dar foarte densă și poate bloca efectiv contactul dintre substanțele corozive externe și matricea de titan. În plus, acest film de oxid are și capacitatea de a se auto-repara. Chiar dacă este parțial deteriorat, poate fi reformat rapid prin reacția de oxidare, continuând astfel să joace un rol protector. Această abilitate de auto-reparare permite aliajelor de titan să mențină o bună rezistență la coroziune în timpul utilizării pe termen lung.

Tehnologia de oxidare a micro-arcului

Oxidarea micro-arc (MAO) este o metodă pentru generarea unui film ceramic de oxid dens controlabil pe suprafața aliajului de titan. Această tehnologie generează descărcare de scânteie pe suprafața aliajului de titan prin principii electrochimice, formând pete de oxidare micro-arc și apoi generează un strat ceramic de oxid dens. Acest strat ceramic nu numai că are o legătură puternică cu substratul, dar are și rezistență excelentă la coroziune și rezistență la uzură. De exemplu, filmul ceramic construit pe suprafața aliajului de titan TC4 prin tehnologia de oxidare a micro-arcului este compusă în principal din anatază și tio₂ rutilă, care poate bloca eficient intruziunea de apă și ioni corozivi și poate îmbunătăți semnificativ rezistența la coroziune a aliajului de titan.

Modificarea suprafeței și tratamentul de etanșare

Pentru a îmbunătăți în continuare rezistența la coroziune a filmului de oxidare a micro-arcului, cercetătorii folosesc adesea metode de etanșare sau le combină cu alte tehnologii de tratare a suprafeței. Tratamentul de etanșare poate sigila micropore în pelicula de oxidare a micro-arcului și poate reduce contactul dintre mediul coroziv și substrat. De exemplu, acoperirea suprafeței aliajului de titan după oxidarea micro-arc cu materiale cu energie de suprafață scăzută (cum ar fi octadeciltrimetoxisilan, OTMS) pentru modificare poate construi o peliculă superhidrofobă, ceea ce reduce semnificativ aderența și penetrarea mediilor corozive la suprafață. În plus, prin combinarea oxidării micro-arc cu creșterea hidrotermică, filmul hidrotalcite este crescut in situ pe suprafața aliajului de magneziu după oxidarea micro-arc, care poate închide și micropore și îmbunătăți rezistența la coroziune.

Aliaj

Rezistența la coroziune a aliajelor de titan poate fi îmbunătățită semnificativ prin adăugarea de elemente specifice de aliere. De exemplu, adăugarea unei cantități de urme de elemente tantal (TA) poate îmbunătăți semnificativ rezistența la coroziune a aliajului de titan TA23, crește potențialul de auto-coroziune și reduce densitatea curentului de auto-coroziune. În plus, adăugarea de elemente neutre, cum ar fi zirconiul (ZR), poate îmbunătăți, de asemenea, rezistența la coroziune a aliajelor de titan, deoarece aceste elemente pot inhiba creșterea suplimentară a găurilor de coroziune prin formarea unui film de pasivare mai gros. Tehnologia de microalloying poate reglementa, de asemenea, comportamentul schimbării de fază, mărimea cerealelor și caracteristicile de limitare a cerealelor aliajelor de titan, optimizând astfel structura organizațională a materialului la microscală și îmbunătățind performanțele sale cuprinzătoare.

Aplicarea filmului superhidrofob

Construirea unui film superhidrofob pe suprafața aliajului de titan este o strategie eficientă de rezistență la coroziune. Filmul superhidrofob are o energie de suprafață extrem de scăzută, ceea ce poate reduce semnificativ contactul dintre mediul coroziv solubil în apă și substrat, reducând astfel coroziunea. De exemplu, filmul superhidrofob construit pe suprafața aliajului de titan prin oxidarea micro-arc combinată cu auto-asamblarea substanțelor de energie de suprafață scăzută poate îmbunătăți semnificativ rezistența la coroziune în soluția CL⁻ corozivă. Acest film superhidrofob nu numai că are o rezistență bună la coroziune, dar are și o bună stabilitate mecanică și proprietăți de auto-curățare.

Strategie completă de protecție

Rezistența la coroziune a aliajului de titan poate fi îmbunătățită în continuare prin combinarea mai multor tehnologii de tratare a suprafeței. De exemplu, acoperirea compozită preparată pe suprafața aliajului de titan prin combinarea oxidării micro-arc cu tehnologia de procesare laser are o rezistență excelentă la coroziune și rezistență la uzură. În plus, diverse tehnologii de tratare a suprafeței, cum ar fi tehnologia sol-gel și tehnologia de depunere electrochimică, pot fi combinate pentru a forma un sistem de protecție pe mai multe niveluri pentru a îmbunătăți rezistența la coroziune a aliajului de titan.

Rezistența la coroziune a aliajului de titan a fost îmbunătățită semnificativ. Formarea naturală a filmului de oxid de suprafață, tehnologia de oxidare a micro-arcului, modificarea suprafeței și tratamentul de etanșare, alierea, aplicarea filmului super-hidrofob și strategia de protecție cuprinzătoare și alte mijloace lucrează împreună pe suprafața aliajului de titan pentru a forma un sistem de protecție pe mai multe niveluri. Aplicarea acestor tehnologii a făcut ca aliajul de titan utilizat pe scară largă în domeniul aerospațial, inginerie marină, medical și alte domenii și a oferit o garanție puternică pentru funcționarea sa stabilă pe termen lung.