鈦及鈦合金表面改性層腐蝕及腐蝕磨損性能的研究.pdf

1、鈦合金(例如Ti-6Al-4V)，具有比強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐腐蝕以及良好的生物相容性等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航空航天、化工、生物醫(yī)療領(lǐng)域，但鈦合金耐磨性差的缺點(diǎn)，又限制了它的應(yīng)用范圍。 現(xiàn)有許多表面工程技術(shù)被用來(lái)提高鈦合金的抗磨性。如硬質(zhì)涂層、離子注入及離子氮化等技術(shù)可以明顯改善鈦合金在中低載荷下的耐磨性，但在沖擊載荷條件下，改性層易產(chǎn)生裂紋，降低合金的耐蝕性能，并導(dǎo)致嚴(yán)重的磨粒磨損。針對(duì)以上問(wèn)題，本文采用等離子表面改性技術(shù)，對(duì)純鈦進(jìn)

2、行表面滲Mo、滲N以及Mo-N共滲改性研究，采用電化學(xué)腐蝕方法、X衍射對(duì)改性層的電化學(xué)性能和機(jī)理進(jìn)行研究；另外，運(yùn)用摩擦電化學(xué)噪音法對(duì)Ti-6Al-4V進(jìn)行腐蝕磨損特性進(jìn)行研究。研究結(jié)果如下： 1.對(duì)改性層的組織成分及結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。滲Mo和Mo-N共滲后，純鈦基體表面均形成了均勻致密的改性層，改性層由預(yù)滲金屬元素的擴(kuò)散層和沉積層組成。擴(kuò)散層中合金元素含量呈梯度變化，增強(qiáng)了膜基結(jié)合強(qiáng)度，提高基體表面強(qiáng)度。 2.對(duì)改性層的

3、電化學(xué)腐蝕性能進(jìn)行了比較系統(tǒng)的試驗(yàn)。結(jié)果表明：在相同的腐蝕條件下，改性層的自腐蝕電位得到提高，與純鈦相比，改性后其耐蝕性沒(méi)有降低。本文還對(duì)純鈦Mo-N共滲改性層在不同腐蝕介質(zhì)中的電化學(xué)腐蝕機(jī)理進(jìn)行了初步分析。其結(jié)果是：在各種介質(zhì)中，研究電極(Mo-N共滲改性后的電極)的陽(yáng)極反應(yīng)過(guò)程都是先失電子后鈍化。陰極反應(yīng)包括兩種，若腐蝕介質(zhì)是酸性溶液，陰極反應(yīng)是析氫反應(yīng)；若是中性或堿性溶液，則為吸氧反應(yīng)。 3.研究Mo-N改性層和Ti6Al