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Al(OH)3溶胶浓度对TC4钛合金微弧氧化膜特性的影响

于松楠 吴汉华 陈根余 袁鑫 李乐

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Al(OH)3溶胶浓度对TC4钛合金微弧氧化膜特性的影响

于松楠, 吴汉华, 陈根余, 袁鑫, 李乐

Effect of Al(OH)3 sol concentration on characteristics of microarc oxidation coatings of titanium alloy

Yu Song-Nan, Wu Han-Hua, Chen Gen-Yu, Yuan Xin, Li Yue
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  • 利用自制多功能微弧氧化(MAO)电源,在保持电学参数和处理时间不变的条件下对TC4钛合金表面进行了MAO处理,研究了Al(OH)3溶胶浓度对钛合金MAO膜的生长特性、微观结构、相结构和电致变色特性的影响.结果表明:随着Al(OH)3溶胶浓度(体积分数)C的增加,膜层的生长速率由慢到快逐渐增加,膜表面微孔尺寸和粗糙度逐渐增大,而微孔密度逐渐减小;当C≤10%时,膜层由锐钛矿相TiO2组成,而当C>10%时,膜层中开始出现金红石相TiO2并随着C的增加其相对含量逐渐增大,并在C=40%时,膜层全部由金红石相TiO2组成;在pH=2.0的HCl溶液中的循环伏安测试结果表明,C≤20%制备试样的膜层颜色变化不明显,随着C的进一步增加,制备试样的膜层颜色变化逐渐明显,并在C=40%时,其着色呈蓝色且色泽均匀;该试样在循环伏安测试过程中还表现出了良好的稳定性和可逆性.
    The effect of Al(OH)3 sol on the growth characteristics, microstructure, phase structure and electrochromic properties of the coating fabricated on titanium alloy substrates were investigated by means of changing the Al(OH)3 sol concentration. The results show that the rate of growth of coating thickness gradually increased from slow to fast with the increasing concentration of Al(OH)3 sol and the roughness and size of micropore on the coating surface gradually increased, while its pore density was reduced. The coating was composed of anatase TiO2 when the volume fraction C≤10%. The rutile TiO2 began to emerge at C>10%, and its relative content gradually increased with the increase of the Al(OH)3 sol concentration. When C=40%, the obtained coating was composed of rutile TiO2. The cyclic voltammetry tests in pH 2.0 HCl solution showed that the color of the sample fabricated at C≤20% did not change significantly, with the increase of the Al(OH)3 sol concentration, the color change of the sample became clear. When C=40%, the obtained sample showed good stability and reversibility between blue coloration and bleaching cycles in pH 2.0 HCl solution.
    • 基金项目: 国家基础科学人才培养基金(批准号:J0730311)资助的课题.
    [1]

    Wang J B, Wu H H, Jin Z S, Tang Y G, Chang H 2006 J. Inorg. Mater. 03 0732 (in Chinese) [汪剑波、 吴汉华、 金曾孙、 唐元广、 常 鸿 2006 无机材料学报 03 0732]

    [2]

    Phys. Sin. 59 1952 (in Chinese) [陈根余、 吴汉华、 李 乐、 常 鸿、 唐元广 2010 59 1952]

    [3]

    Jin F A, Chu P K, Wang K, Zhao J, Huang A P, Tong H H 2008 Mat. Sci. Eng. A 476 78

    [4]

    Wang Y M, Jiang B L, Lei T Q, Guo L X 2004 Mater. Lett. 58 1907

    [5]

    Li Q J, Wu H H, Wang J B, Gu G R, Jin Z S 2006 J. Inorg. Mater. 02 0488 (in Chinese)[李全军、 吴汉华、 汪剑波、 顾广瑞、 金曾孙 2006 无机材料学报 02 0488]

    [6]

    Wang Y M, Jia D C, Guo L X, Lei T Q, Jiang B L 2005 Mater. Chem. Phys. 90 128

    [7]

    Li X J, Cheng G A, Xue W B, Zheng R T, Cheng Y J 2008 Mater. Chem. Phys. 107 148

    [8]

    Tang Y G, Wu H H, Chang H, Chen G Y, Sang Y, Bai Y Z 2009 Acta Phys. Sin. 58 4840 (in Chinese) [唐元广、 吴汉华、 常 鸿、 陈根余、 桑 勇、白亦真 2009 58 4840]

    [9]

    Wei D Q, Zhou Y, Wang Y M, Jia D C 2007 Appl. Surf. Sci. 253 5045

    [10]

    Shi X L, Wang Q L, Wang F S, Ge S R 2009 Mining Science and Technology 19 0220

    [11]

    Xu Y J, Yao Z P, Jia F Z, Wang Y L, Jiang Z H, Bu H T 2010 Curr. Appl. Phys. 10 698

    [12]

    Sun X T, Jiang Z H, Xin S G, Yao Z P 2005 Thin Solid Films 471 194

    [13]

    Wang Y M, Lei T Q, Jiang B L, Guo L X 2004 Appl. Surf. Sci. 233 258

    [14]

    Wang J B, Wu H H, Li Q J, Li Z K, Gu G R, Lu X Y, Zheng W T, Jin Z S 2005 Chin. Phys. 14 2598

    [15]

    Zhang R H, Shan D Y, Chen R S, Han E H 2007 T. Nonferr. Metal. Soc. 10 1577 (in Chinese) [张荣发、 单大勇、 陈荣石、 韩恩厚 2007 中国有色金属学报 10 1577]

    [16]

    Chen G Y, Wu H H, Li Y, Chang H, Tang Y G 2010 Acta

    [17]

    Sundararajan G, Rama Krishna L 2003 Surf. Coat. Technol. 167 269

    [18]

    Wang Y M, Jiang B L, Lei T Q 2004 Mater. Lett. 58 1907

    [19]

    Ghicov A, Tsuchiya H, Hahn R, Macak J M, Munoz A G, Schmuki P 2006 Electrochem. Commun. 8 530

    [20]

    Verma A, Basu A, Bakhshi A K, Agnihotry S A 2005 Solid State Ionics 176 2285

  • [1]

    Wang J B, Wu H H, Jin Z S, Tang Y G, Chang H 2006 J. Inorg. Mater. 03 0732 (in Chinese) [汪剑波、 吴汉华、 金曾孙、 唐元广、 常 鸿 2006 无机材料学报 03 0732]

    [2]

    Phys. Sin. 59 1952 (in Chinese) [陈根余、 吴汉华、 李 乐、 常 鸿、 唐元广 2010 59 1952]

    [3]

    Jin F A, Chu P K, Wang K, Zhao J, Huang A P, Tong H H 2008 Mat. Sci. Eng. A 476 78

    [4]

    Wang Y M, Jiang B L, Lei T Q, Guo L X 2004 Mater. Lett. 58 1907

    [5]

    Li Q J, Wu H H, Wang J B, Gu G R, Jin Z S 2006 J. Inorg. Mater. 02 0488 (in Chinese)[李全军、 吴汉华、 汪剑波、 顾广瑞、 金曾孙 2006 无机材料学报 02 0488]

    [6]

    Wang Y M, Jia D C, Guo L X, Lei T Q, Jiang B L 2005 Mater. Chem. Phys. 90 128

    [7]

    Li X J, Cheng G A, Xue W B, Zheng R T, Cheng Y J 2008 Mater. Chem. Phys. 107 148

    [8]

    Tang Y G, Wu H H, Chang H, Chen G Y, Sang Y, Bai Y Z 2009 Acta Phys. Sin. 58 4840 (in Chinese) [唐元广、 吴汉华、 常 鸿、 陈根余、 桑 勇、白亦真 2009 58 4840]

    [9]

    Wei D Q, Zhou Y, Wang Y M, Jia D C 2007 Appl. Surf. Sci. 253 5045

    [10]

    Shi X L, Wang Q L, Wang F S, Ge S R 2009 Mining Science and Technology 19 0220

    [11]

    Xu Y J, Yao Z P, Jia F Z, Wang Y L, Jiang Z H, Bu H T 2010 Curr. Appl. Phys. 10 698

    [12]

    Sun X T, Jiang Z H, Xin S G, Yao Z P 2005 Thin Solid Films 471 194

    [13]

    Wang Y M, Lei T Q, Jiang B L, Guo L X 2004 Appl. Surf. Sci. 233 258

    [14]

    Wang J B, Wu H H, Li Q J, Li Z K, Gu G R, Lu X Y, Zheng W T, Jin Z S 2005 Chin. Phys. 14 2598

    [15]

    Zhang R H, Shan D Y, Chen R S, Han E H 2007 T. Nonferr. Metal. Soc. 10 1577 (in Chinese) [张荣发、 单大勇、 陈荣石、 韩恩厚 2007 中国有色金属学报 10 1577]

    [16]

    Chen G Y, Wu H H, Li Y, Chang H, Tang Y G 2010 Acta

    [17]

    Sundararajan G, Rama Krishna L 2003 Surf. Coat. Technol. 167 269

    [18]

    Wang Y M, Jiang B L, Lei T Q 2004 Mater. Lett. 58 1907

    [19]

    Ghicov A, Tsuchiya H, Hahn R, Macak J M, Munoz A G, Schmuki P 2006 Electrochem. Commun. 8 530

    [20]

    Verma A, Basu A, Bakhshi A K, Agnihotry S A 2005 Solid State Ionics 176 2285

  • [1] 王宇枭, 成泽帅, 江可扬, 魏琳扬, 历秀明. 基于辐射制冷与电致变色的可调节多层膜性能研究.  , 2024, 73(21): 214401. doi: 10.7498/aps.73.20240863
    [2] 陈暾, 崔节超, 李敏, 陈文, 孙志鹏, 付宝勤, 侯氢. 合金元素Sn, Nb对锆合金腐蚀氧化膜相稳定性影响的第一性原理研究.  , 2024, 73(15): 157101. doi: 10.7498/aps.73.20240602
    [3] 丁智松, 高巍, 魏敬鹏, 金耀华, 赵晨, 杨巍. TaC微粒对Ti-6Al-4V合金微弧氧化层结构和性能的影响.  , 2022, 71(2): 028102. doi: 10.7498/aps.71.20210835
    [4] 邵光伟, 于瑞, 傅婷, 陈南梁, 刘向阳. 三氧化钨晶体拓扑结构生长行为及其电致变色性能.  , 2022, 71(2): 028201. doi: 10.7498/aps.71.20211555
    [5] 丁智松, 高巍, 魏敬鹏, 金耀华, 赵晨, 杨巍. TaC 微粒对 Ti-6Al-4V 合金微弧氧化层结构和性能的影响.  , 2021, (): . doi: 10.7498/aps.70.20210835
    [6] 方成, 汪洪, 施思齐. 氧化钨电致变色性能的研究进展.  , 2016, 65(16): 168201. doi: 10.7498/aps.65.168201
    [7] 吴振宇, 杨银堂, 柴常春, 刘莉, 彭杰, 魏经天. 基于微观结构的Cu互连电迁移失效研究.  , 2012, 61(1): 018501. doi: 10.7498/aps.61.018501
    [8] 关庆丰, 吕鹏, 王孝东, 万明珍, 顾倩倩, 陈波. 质子辐照下Mo/Si多层膜反射镜的微观结构状态.  , 2012, 61(1): 016107. doi: 10.7498/aps.61.016107
    [9] 张欣盟, 田修波, 巩春志, 杨士勤. 约束阴极微弧氧化放电特性研究.  , 2010, 59(8): 5613-5619. doi: 10.7498/aps.59.5613
    [10] 陈根余, 吴汉华, 李乐, 常鸿, 唐元广. 电学参数对胶体中工业纯钛微弧氧化膜特性的影响.  , 2010, 59(3): 1958-1963. doi: 10.7498/aps.59.1958
    [11] 付伟佳, 刘志文, 刘明, 牟宗信, 张庆瑜, 关庆丰, 陈康敏. 离子注入Zn的Si(001)基片热氧化制备纳米ZnO团簇及其生长行为研究.  , 2009, 58(8): 5693-5699. doi: 10.7498/aps.58.5693
    [12] 唐元广, 吴汉华, 常鸿, 陈根余, 桑勇, 白亦真. 阴极电压脉冲占空比对钛合金微弧氧化膜特性的影响.  , 2009, 58(7): 4840-4845. doi: 10.7498/aps.58.4840
    [13] 吴汉华, 龙北红, 龙北玉, 唐元广, 常 鸿, 白亦真. 钛合金微弧氧化过程中电学参量的特性研究.  , 2007, 56(11): 6537-6542. doi: 10.7498/aps.56.6537
    [14] 吴汉华, 龙北红, 吕宪义, 汪剑波, 金曾孙. 铝合金微弧氧化过程中电学参量的特性研究.  , 2005, 54(4): 1697-1701. doi: 10.7498/aps.54.1697
    [15] 吴汉华, 汪剑波, 龙北玉, 吕宪义, 龙北红, 金曾孙, 白亦真, 毕冬梅. 电流密度对铝合金微弧氧化膜物理化学特性的影响.  , 2005, 54(12): 5743-5749. doi: 10.7498/aps.54.5743
    [16] 潘梦霄, 曹兴忠, 李养贤, 王宝义, 薛德胜, 马创新, 周春兰, 魏 龙. 氧化钒薄膜微观结构的研究.  , 2004, 53(6): 1956-1960. doi: 10.7498/aps.53.1956
    [17] 代富平, 吕淑媛, 冯博学, 蒋生蕊, 陈 冲. 非晶态WO3薄膜电致变色特性的研究.  , 2003, 52(4): 1003-1008. doi: 10.7498/aps.52.1003
    [18] 成问好, 李卫, 李传健, 潘伟. 烧结Nd-Fe-B磁体的磁性能一致性与其微观结构的关系.  , 2001, 50(11): 2226-2229. doi: 10.7498/aps.50.2226
    [19] 丁瑞钦, 王浩, W.F.LAU, W.Y.CHEUNG, S.P.WONG, 王宁娟, 于英敏. InP/SiO2纳米复合膜的微观结构和光学性质.  , 2001, 50(8): 1574-1579. doi: 10.7498/aps.50.1574
    [20] 冯博学, 谢 亮, 王 君, 蒋生蕊, 陈光华. 射频溅射微晶NiOxHy膜电致变色性能及其机理研究.  , 2000, 49(10): 2066-2071. doi: 10.7498/aps.49.2066
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-02-09
  • 修回日期:  2010-05-05
  • 刊出日期:  2011-01-05

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