TiO-,2-薄膜的電化學(xué)沉積及耐蝕性能研究.pdf

1、金屬表面修飾已成為一種較新的防腐蝕技術(shù)。金屬氧化物膜以其特有的化學(xué)穩(wěn)定性得到人們的重視。TiO<,2>薄膜耐酸堿、抗光腐蝕，是優(yōu)良的耐蝕材料，因此TiO<,2>薄膜用于提高鋼鐵耐蝕性能的研究正逐漸引起人們的研究興趣。在TiO<,2>薄膜制備方法中，電化學(xué)沉積法是一種重要的濕法制備技術(shù)。 用電化學(xué)方法在金屬基體上制備陶瓷鍍層，是在低溫鍍液中進(jìn)行的，可以在形狀復(fù)雜和表面多孔的基體上制備均勻的TiO<,2>薄膜陶瓷鍍層，并且具有設(shè)備投

2、資少，生產(chǎn)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。 直接用電化學(xué)法在301不銹鋼上成膜，薄膜與基體之間的結(jié)合性較差、孔隙率較高，所以直接用電化學(xué)法在基體表面不能制得耐蝕性優(yōu)良的TiO<,2>修飾膜。如果選擇一種特殊的熱處理方法和最佳工藝條件就會(huì)提高基體與TiO<,2>修飾膜之間的結(jié)合力，并且．可以顯著降低孔隙率。 實(shí)驗(yàn)過程中，分別采用陰極電沉積法和陽極電沉積法制備得到了TiO<,2>薄膜。采用高溫?zé)Y(jié)和水熱處理等后處理方法，成功地解決了由于熱處理

3、導(dǎo)致基體與修飾膜復(fù)合不佳的問題。在不銹鋼表面制備TiO<,2>薄膜，制備過程中影響因素很多，主要有三個(gè)主要因素：電解液制備工藝的改進(jìn)，如溶質(zhì)的溶解、有機(jī)溶劑的選擇、電解質(zhì)的不穩(wěn)定性問題一絡(luò)合劑的選擇等問題：制備TiO<,2>薄膜電沉積工藝的優(yōu)化，如電解質(zhì)濃度、電流密度、電沉積時(shí)間；還有熱處理工藝改進(jìn)，如熱處理方法的選擇和熱處理保溫時(shí)間。 X射線衍射(XRD)表征結(jié)果說明TiO<,2>沉積層在高溫下有不同晶型的轉(zhuǎn)化，熱重．差熱分析

4、(TG-DTA)進(jìn)一步說明了沉積層在高溫下的失水過程，傅立葉變換紅外分析(FTIR)表征了電解質(zhì)前驅(qū)體中官能團(tuán)隨溫度的轉(zhuǎn)化過程。 依照優(yōu)化的成膜工藝在不銹鋼表面制備TiO<,2>薄膜，使用X射線衍射(XRD)，熱重-差熱分析(TG-DTA)和傅立葉變換紅外光譜(FTIR)表征了TiO<,2>薄膜的組成和結(jié)構(gòu)。使用開路電位法、動(dòng)極化掃描法(Tafel曲線)、循環(huán)伏安法、線性掃描伏安法、交流阻抗法等電化學(xué)方法研究了TiO<,2>薄膜