及钛合金表面处理技术的应用及发展
钛合金黑色微弧氧化
钛合金黑色微弧氧化
摘要：
1.钛合金黑色微弧氧化的简介
2.钛合金黑色微弧氧化的优点
3.钛合金黑色微弧氧化的应用领域
4.钛合金黑色微弧氧化的未来发展前景
正文：
钛合金黑色微弧氧化是一种新型表面处理技术，主要适用于钛合金等高性能金属材料的表面处理。
该技术通过微弧放电产生的高温高能量等离子体，使金属材料表面发生氧化反应，形成一层具有高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性的黑色氧化膜。
钛合金黑色微弧氧化具有以下优点：
首先，提高硬度和耐磨性。
经过微弧氧化处理后的钛合金表面硬度可以达到HV500-800，耐磨性比未处理前提高数十倍，大大提高了零件的使用寿命。
其次，增强耐腐蚀性。
氧化膜具有良好的耐腐蚀性能，可有效保护基体材料免受腐蚀介质的侵蚀，延长使用寿命。
再次，良好的抗疲劳性能。
微弧氧化膜具有较高的内应力和良好的韧性，可有效改善基体材料的抗疲劳性能，提高零件的使用寿命。
钛合金黑色微弧氧化技术已广泛应用于航空航天、医疗器械、化工、电子等领域。
在航空航天领域，该技术可用于提高飞机发动机叶片、机翼等部件的耐磨性和抗疲劳性能；在医疗器械领域，可用于提高钛合金人工关节、牙科种
植体等产品的耐腐蚀性和耐磨性；在化工领域，可用于提高钛合金泵、阀门等设备的使用寿命。
随着科技的发展和市场需求的提高，钛合金黑色微弧氧化技术在未来有着广阔的发展前景。
在航空航天、医疗器械等领域对高性能金属材料的需求不断增加，钛合金黑色微弧氧化技术将得到更广泛的应用。
钛合金材料表面处理及耐腐蚀性能研究
钛合金材料表面处理及耐腐蚀性能研究钛合金是一种广泛应用于航空、航天、汽车等领域的重要材料，具有优异的机械性能和耐腐蚀性能。
然而，在实际使用中，钛合金材料的表面容易受到外界环境的侵蚀，降低了其使用寿命和性能稳定性。
因此，钛合金材料的表面处理和提高其耐腐蚀性能成为了研究的热点之一。
钛合金表面处理的目的是通过改变其表面性质和结构，提高其抗腐蚀、耐磨损等性能。
常见的表面处理方法包括阳极氧化、电化学沉积、陶瓷喷涂、镀层等。
阳极氧化是一种常用且有效的表面处理方法，通过在钛合金表面形成致密的氧化层，改变了表面的化学性质和物理结构，从而提高其耐腐蚀性能。
事实上，表面处理不仅能改善钛合金的耐腐蚀性能，还能增加其机械强度和抗磨损性。
例如，在航空发动机等高温高压的工作环境下，钛合金往往需要承受严酷的加载和腐蚀，表面处理可以在一定程度上提高钛合金材料的稳定性和寿命。
除了表面处理，钛合金材料的腐蚀性能也与其化学成分和晶体结构密切相关。
通过调整钛合金中的合金元素含量和添加稀土元素等方法，可以改变钛合金材料的晶界结构和晶粒尺寸，降低局部电位差，从而提高其耐腐蚀性能。
同时，钛合金的表面形貌对其腐蚀性能也有一定影响。
例如，通过表面粗化处理可以形成更大有效的表面积，提高钛合金与环境介质之间的接触面，进而增强其耐腐蚀性能。
研究钛合金材料的耐腐蚀性能不仅仅局限于材料的表面处理，还需要考虑其在不同环境条件下的长期使用性能。
例如，在海洋环境中，钛合金材料容易受到海水中氯离子和海洋生物等因素的侵蚀，引起钛合金的腐蚀破坏。
因此，钛合金的耐蚀性研究需要考虑到不同环境因素的综合影响，以制定出相应的表面处理方案和腐蚀预防措施。
值得注意的是，提高钛合金材料的耐腐蚀性能不仅仅依靠表面处理，还需综合考虑其它因素，如材料的制备工艺、合金元素含量等。
因此，将来的研究需要从材料制备、表面处理、晶体结构等多个角度综合分析钛合金材料的腐蚀性能，促进其在各个领域的应用。
钛及钛合金表面处理方法
钛及钛合金表面处理方法【摘要】钛及钛合金是一种重要的结构材料，其表面处理方法对于其性能和应用具有关键作用。
本文通过介绍机械法处理、化学法处理、电化学法处理、热处理和涂层处理等不同的表面处理方法，探讨了钛及钛合金表面处理的技术特点和应用场景。
这些方法在提高材料表面硬度、耐腐蚀性和增强耐磨性方面发挥着重要作用。
钛及钛合金表面处理的发展前景值得关注，未来可望在航空航天、生物医学和化工领域得到更广泛的应用。
通过不断开发和完善表面处理技术，钛及钛合金的性能和功能将得到进一步提升，为材料科学和工程技术的发展做出贡献。
【关键词】钛及钛合金、表面处理方法、机械法、化学法、电化学法、热处理、涂层、发展前景1. 引言1.1 钛及钛合金表面处理方法的重要性通过合理选择和应用不同的表面处理方法，可以实现钛及钛合金表面的改性和优化，提高其耐磨、耐腐蚀和耐热性能，增强其机械强度和硬度，改善其附着性和润滑性能。
这对于提高材料在特定环境下的工作性能，提高其使用寿命和降低维护成本具有重要意义。
钛及钛合金表面处理方法的研究和应用具有重要的实用价值和经济意义。
钛及钛合金表面处理方法的重要性不可忽视，通过不断的研究与进步，将能为其在各个领域的应用提供更多可能性，并推动其在未来的发展和应用。
2. 正文2.1 机械法处理方法机械法处理方法是一种常用的钛及钛合金表面处理方法，通过机械力的作用，可以改善钛及钛合金的表面质量和性能。
常见的机械法处理方法包括研磨、抛光和喷丸等。
研磨是一种常见的机械法处理方法，通过磨削和切削的方式，可以去除表面的氧化物和杂质，提高表面的光洁度和平整度。
研磨可以分为粗磨和精磨，根据需要选择不同的磨削粒度和压力进行处理。
抛光是一种将表面通过摩擦力进行去除瑕疵，提高表面光洁度和光亮度的方法。
抛光可以采用手工抛光或者机械抛光的方式进行，选择合适的抛光剂和工艺参数可以得到不同的表面效果。
喷丸是一种通过高速喷射金属颗粒或磨料颗粒冲击工件表面，去除氧化皮和提高表面粗糙度的方法。
钛及钛合金的表面处理研究进展
钛及钛合金的表面处理摘要：本文对钛及钛合金的表面处理的方法进行了综述，随着钛合金在航天航空、舰船、石油、化工以及其他行业的不断应用，世界各国尤其是发达国家和发展中国家的研究工作者为克服钛合金的缺点正做着各种尝试和努力，钛合金的表面处理方法也取得了长足的进展。
关键词：钛及钛合金表面处理研究方法1 引言钛及钛合金具有低密度、良好的耐腐蚀能力、高比强度以及令人满意的生物相容性，在航空航天、化工、生物医学等领域得到广泛的应用，并为社会带来巨大的经济效益。
然而，钛及钛合金表面硬度低，在滑动摩擦条件下摩擦力学性能差，特别是抗摩擦和磨损性能较差的钛合金，严重地限制了其应用范围。
为了有效地利用钛合金的优良性能，对其进行表面处理，是一种改善钛合金缺陷使其最大限度地发挥其优势的重要措施之一。
2 表面处理方法2.1 电镀在钛合金表面主要有镀镍、镀硬铬、镀银等，镀银目的是提高钛合金的导电性和钎焊性。
电镀前必须对钛合金表面进行预处理，膜层与基体的结合力差是钛及钛合金表面进行电化学处理的主要问题，要想在钛及钛合金上得到满意和合格的表面膜层，镀覆预处理是非常重要的步骤，而预处理的关键是“活化成膜”处理，若选择适宜的预处理方法，既能简化工艺，又能保证和提高镀覆层与基体的结合强度[1]。
2.2 交流微弧氧化微弧氧化(MAO)是一项在金属表面生长氧化物陶瓷膜的新技术。
它从阳极氧化发展而来．但它施加了几百伏的高压，突破了阳极氧化对电压的限制。
该技术通过微弧放电区瞬间高温高压烧结直接把基体金属变成氧化物陶瓷，并获得较厚的氧化物膜。
对钛合金表面微弧氧化，获得膜的硬度高并与金属基体结合良好。
改善了钛合金表面的抗磨损、抗腐蚀、耐热冲击及绝缘等性能，在许多领域具有很好的应用前景[2]。
2.3 表面氧化处理一般钛和钛合金较之常用的生物体用合金Co、Cr合金和316L不锈钢的耐磨性都较差，而且所产生的磨损粉在生物体内都有可能产生不良影响。
因此，新开发的一些生物体用钛合金在生物体内使用之前往往都要采取适当的表面处理，以提高其抗磨性。
浅谈钛合金表面化学处理强化技术
浅谈钛合金表面化学处理强化技术浅谈钛合金表面化学处理强化技术钛合金是一种重要的结构材料，具有优良的耐腐蚀性、高比强度、良好的热稳定性和生物相容性等特点，在航空航天、医疗器械、汽车和人工关节等领域得到广泛应用。
然而，钛合金表面存在一些问题，如易氧化、悬殊应变分布和低表面活性等，这些问题限制了钛合金的应用范围。
为了克服这些问题，科学家们应用化学处理强化技术来改善钛合金表面性能。
钛合金表面的化学处理强化技术主要包括阳极氧化、化学镀铬、电沉积和化学改性等方法。
下面将对这些方法进行探讨。
首先，阳极氧化是一种常用的表面处理技术，通过在钛合金表面形成氧化层来改变其化学成分和性质。
阳极氧化可分为硬质阳极氧化和软质阳极氧化。
硬质阳极氧化可以增加钛合金的耐蚀性和耐磨性，但会导致钛合金表面变脆；而软质阳极氧化可以提高钛合金的生物相容性和附着力。
阳极氧化不仅可以改善钛合金的表面特性，还可以通过控制氧化电流密度和电解液成分来控制氧化层的结构和性能。
其次，化学镀铬是一种常用的钛合金表面处理方法，通过在钛合金表面形成一层铬合金来提高其耐腐蚀性和光亮度。
在化学镀铬过程中，需要选择合适的化学镀液和控制沉积工艺参数，以获得均匀且致密的铬合金层。
化学镀铬不仅可以改善钛合金表面的外观，还可以提高其耐腐蚀性和耐磨性。
另外，电沉积是一种将金属阳离子还原到钛合金表面的表面处理技术。
通过调整电沉积电流密度和时间，可以在钛合金表面形成金属沉积层，从而改善钛合金的耐磨性和导电性。
电沉积不仅可以改善钛合金的物理性能，还可以提高其耐腐蚀性和生物相容性。
最后，化学改性是一种改善钛合金表面性能的有效方法。
可以在钛合金表面形成有机薄膜，如聚合物和涂层等，来提高其耐蚀性、防粘性和抗菌性。
化学改性不仅可以改善钛合金的表面性能，还可以通过改变薄膜的结构和成分来实现特殊功能，如药物缓释和疏水性等。
总的来说，钛合金表面化学处理强化技术可以改善钛合金表面的物理和化学性能，拓宽其应用范围。
钛合金材料及其表面处理技术的研究
钛合金材料及其表面处理技术的研究钛合金是一种高强度、轻量化的材料，广泛应用于航空、航天、能源、医疗等领域。
然而，钛合金的表面易受到腐蚀、磨损、氧化等问题的困扰，因此对钛合金的表面进行处理是至关重要的。
一、钛合金的组成及特性钛合金作为一种结构材料，不仅具有高强度、轻量化、耐高温、耐腐蚀等优点，还具有良好的生物相容性。
钛合金主要由钛元素与其他元素如铝、钒、铁、锆、锡等组成，不同的组分比例会导致不同的性能。
钛合金具有良好的焊接性、可锻性以及加工性，但由于其高活动性，很难进行加工和热处理过程。
同时，钛合金还存在一个问题，即易受到氧化和磨损。
二、钛合金的表面处理技术钛合金的表面处理技术主要有三种：化学处理、物理处理和机械处理。
其中，化学处理主要是利用化学反应来改善钛合金的表面性能。
物理处理主要是利用物理过程来提高钛合金的表面性能。
机械处理则是利用机械切削或抛光等手段来改善钛合金的表面性能。
1、化学处理化学处理主要包括电化学阳极氧化和硬质阳极氧化。
电化学阳极氧化一般在低温下进行，主要用于提高钛合金表面的耐腐蚀性能。
硬质阳极氧化的温度和电压较高，可以在钛合金表面形成一个致密的氧化层，提高钛合金表面硬度和耐磨性。
同时，还可以利用阳极氧化技术实现表面着色，提高钛合金的美观性。
2、物理处理物理处理主要包括磨削、机械抛光和研磨等。
这些方法可以消除钛合金表面的微观不均匀性和表面缺陷，提高表面光洁度和平整度。
同时，物理处理还可以改善钛合金表面的附着性和粘着性，提高表面的耐腐蚀性能和耐磨性。
3、机械处理机械处理主要包括镡钨极快速切削、键結钻孔和取向热压等方法。
这些方法可以利用机械力量来改善钛合金表面的性能，提高表面的硬度和耐磨性。
特别是镡钨极快速切削技术可实现低成本和高效率的表面处理。
三、表面处理技术的应用表面处理技术可以用于各种领域的钛合金应用中，如航空航天、医疗器械、汽车制造等领域。
其中，航空航天领域要求材料的高强度、高温性和防腐性能，因此需要钛合金经过特殊的表面处理技术来提升其性能。
浅谈钛合金表面化学处理强化技术
浅谈钛合金表面化学处理强化技术浅谈钛合金表面化学处理强化技术引言：钛合金作为一种应用广泛的功能材料，具有优异的机械性能、耐蚀性和生物相容性，被广泛应用于航空、航天、生物医学和化学工业等领域。
然而，钛合金的表面存在一定的缺陷，如低耐磨性、低疲劳寿命等，限制了其进一步的应用。
因此，钛合金的表面化学处理强化技术的研究和应用对于提升钛合金的性能具有重要意义。
一、钛合金表面化学处理的基本原理钛合金的表面化学处理是通过改变钛合金表面的化学成分和结构来改善其性能的一种方法。
常见的表面处理方法包括阳极氧化、溶液电解法、离子注入和化学镀等。
1. 阳极氧化阳极氧化是指将钛合金作为阳极，在适当的电解液中施加电流，使钛合金表面形成氧化层的过程。
氧化层的形成不仅能改善钛合金的表面硬度和耐蚀性，还可以增加钛合金与陶瓷等材料的粘接力，提高复合材料的性能。
2. 溶液电解法溶液电解法是利用电化学原理，在特定的电解液中施加电流，使钛合金表面发生化学反应，形成一层化合物或合金层。
这种处理方法可以提高钛合金的表面硬度和耐磨性，增强其耐腐蚀性能。
3. 离子注入离子注入是利用离子束轰击钛合金表面，使离子溅射到表面，形成一层新的化合物或合金层。
离子注入可以显著提高钛合金的表面硬度和耐磨性，改善其摩擦性能和抗疲劳性能。
4. 化学镀化学镀是指在适当的电解液中施加电流，将一层金属原子镀在钛合金表面的一种方法。
这种方法可以增加钛合金表面的硬度、耐磨性和抗腐蚀性，同时提高材料的光亮度。
二、钛合金表面化学处理强化技术的应用1. 钛合金医疗器械钛合金作为一种生物相容性优良的材料，广泛应用于医疗器械制造。
通过表面化学处理强化技术，可以改善钛合金医疗器械的表面性能，提高其耐蚀性和生物相容性，从而减少人体对钛合金的排斥反应，延长器械的使用寿命。
2. 钛合金航空航天领域在航空航天领域，钛合金常被用作制造飞机和航天器的结构材料。
通过表面化学处理强化技术，可以提高钛合金的抗腐蚀性能和耐磨性，提高航空器零件的使用寿命，降低维修成本。
钛合金表面处理的研究进展
钛合金表面处理的研究进展(西华大学材料科学与工程学院，四川成都610039)摘要：文章综述了钛合金的几种表面处理技术：电火花沉积表面处理技术、等离子体扩渗处理技术、激光表面改性技术、离子注入技术等，并提出了今后钛合金表面处理的主要发展趋势及目前的研究热点。
关键词：钛合金；表面处理；发展趋势1．引言钛合金其它合金相比，具有优越的耐蚀性，良好的生物兼容性、无磁性、高的比强度、小的热膨胀系数以及良好的高温抗蠕变和抗氧化能力等，钛合金已被广泛应用于海洋、石油精练、合成纤维、湿法冶金、焦化和电镀等众多工业部门。
同时钛合金在航空、核动力和机械等的运用也推动着钛及钛合金的飞速发展。
然而它同其它金属一样，其表面往往有着不稳定状态的一面，有对耗看磨损和微动磨损非常敏感，耐磨性差，易氯化，对聚合物、金属及陶瓷涂层附着力差等缺点，这些缺点的存在限制了它的进一步应用，为克服钛合金这些缺点我们则需要对钛及其合金进行表面改性处理，并使之达到满足作业要求、稳定的并具有一定功能的表面。
2．几种表面改性处理技术2．1 电火花沉积表面处理技术CVD（Chemical Vapor Deposition）电火花沉积表面处理技术是利用气氛种化学置换的作用，在工件表而沉积一层金属的碳化物、氮化物、硼化物、氧化物以及硅化物等。
涂层厚度一股为1μm—10μm，经过一定时间后，涂层表面沉积的金属化合物从工件表面逐渐向内扩散，从而达到对工件表面进行改性的目的。
利用CVD法可以在钛合金表面上沉积各种功能覆层，目前，大约有50％的钛合金刀具加镀层采用CVD技术。
CVD的优点是附着性和绕镀性良好，沉积膜层致密均匀、成本低、易于大批量生产。
缺点是使用CVD法基材温度要以低于材料熔点的温度加热，超过了许多工具材料的热处理温度，因而不得不在镀膜后进行基材的热处理；其次是反应产物HCl对基材有一定的腐蚀作用。
由于CVD技术的局限性使人们转向对PVD（Physical Vapor Deposition）技术的研究，与CVD技术相比，PVD技术存在着对环境的无污染，改性层不易脱落并与基体结合牢固的优点，故PVD技术成为钛合金表面处理的主要手段之一。
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实践证明，在钛及钛合金上进行化学沉积、电沉积、复合电 沉积的关键是预处理，而预处理的关键是研究和选用适宜的活 化及“活性膜”处理，在此“活性膜”上按通常工艺进行电沉积 铜、镍、铬、金、银或合金等就能得到结合力良好和质量优良的镀 覆层。
钛及钛合金电化学氧化膜的主要特性和用途如下：１）提高 金属表面的耐磨性和耐蚀性，常作为金属工件的耐磨和耐蚀膜 层；２）提高膜层与基体的结合强度，可作为镀覆层的底层；３）钛 的电化学氧化膜绝缘性好，可作电容器的介质膜；４）在阳极氧 化液中加入各种着色剂能得到不同的色彩，可作为装饰层；５） 用于功能性膜层，如在多孔膜中沉积磁性合金作记忆元件、太阳 能吸收板和超高硬质膜、干润滑膜及触媒膜等。 １．３微弧氧化法
电泳涂装作为涂装工艺，不仅在金属表面处理的防蚀、装饰 方面得到广泛应用，而且在功能性涂装方面以其固有的特点对 高新技术产品的制造与发展也发挥着重要作用。另外，在环境 保护方面，电泳涂装表面处理技术可取代一部分电镀加工和一 部分污染较大的涂装加工，对提高资源可循环利用等可持续发 展战略的实施将起着积极有益的作用。
３钛及钛合金表面转化膜
金属表面转化膜处理技术是表面处理的重要组成部分，已 得到广泛的应用。通常对于转化膜的要求是：１）表面处理工艺
比较简单，容易维护，效率高；２）处理溶液无有害物质，利于环 保；３）膜层与基体金属和涂层具有优良的结合强度；４）膜层耐
Hale Waihona Puke 蚀性好，对热、湿环境有良好的耐久性。 长期以来，金属表面使用的转化膜主要是铬酸盐转化膜，还
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ａｄｖａｎｃｅｓ ｏｎ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｆｏｒ Ｔｉｔａｎｉｕｍ ａｎｄ Ｔｉｔａｎｉｕｍ Ａｌｌｏｙ ＴＵ Ｚｈｅｎ－ｍｉ，ＺＨＵ功，ｌｇ·ｍｉｎｇ，ＬＩ Ｎｉｎｇ，ＨＵ Ｈｕｉ－ｌｉ，ＣＡＯ Ｌｉ－ｘｉｎ
（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｈａｒｂｉｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｔ Ｗｅｉｈａｉ，Ｗｅｉｈａｉ ２６４２０９，Ｃｈｉｎａ） ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｉｔａｎｉｕｍ ａｎｄ ｔｉｔａｎｉｕｍ ａｌｌｏｙｓ ａｒｅ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｃａｎｄｉｄａｔｅｓ ｉｎ ｎａｔｉｏｎａｌ ｅｃｏｎｏｍｉｃｓ ａｎｄ ｄｅｆｅｎｓｅ ｉｎｄｕｓｔｒｙ．
差，不宜单独使用。不过，化学氧化膜层具有较好的吸附能力， 可用作油漆底层或中间层，能有效提高钛及钛合金材料的耐久 性及装饰性。 １．２电化学氧化法
电化学氧化膜层较化学氧化膜厚，耐蚀性更好，应用也较广 泛，并能改善材料的高温加工润滑性、粘着性和耐久性，多用于 耐磨，减摩和表面反射等领域，已广泛应用于航空、航天、机械、 造船和电子等工业。该方法使用的氧化电源有直流电源、交流 电源和脉冲电源，采用交流和脉冲电源得到的氧化膜层的厚度 大于采用直流电源所得的氧化膜层。
有磷酸盐磷化膜等。随着科学技术的进步和环保意识的增强， 六价铬化合物和含磷化合物已受到严格的限制＂”…。近几年
来研究和开发的环保型稀土转化膜和硅烷转化膜技术受到关 注，并得到迅速发展。其中稀土Ｃｅ４＋转化膜的作用和应用已引
起人们的极大兴趣，由于ｃｅ４＋的特性与ｃｒ６＋相类似，其作用也与
ｃｒ６＋相同，如氧化还原电位：
其协同效应可取得更好的效果”…１。 总之，对硅烷或（和）稀土转化膜的使用有可能全面取代传
统的铬酸盐及磷酸盐转化膜工艺。
４钛及钛合金表面电泳涂装‘４５圳
电泳涂装是一种极为复杂的电化学反应过程，其中至少包
万方数据
括电泳、电沉积、电渗、电解４个过程，是一种利用外加电场使悬 浮于电泳液中的树脂和颜料等微粒定向迁移并沉积于电极表面 的涂装方法。
硅烷是有机硅产品，硅烷偶联剂（ＳＡ）在金属表面处理上的
应用是一项崭新技术，它晶种多，结构复杂，用量少且效果显著， 已大量用于表面处理。由于这种膜层表面有能够与树脂起反应 的有机官能基团，因此对漆膜的附着力会大大提高，抗腐蚀、抗
摩擦、抗冲击的能力也随之提高。 也有报道采用硅烷和稀土化合物复合转化膜技术的，利用
［Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］Ｔｉｔａｎｉｕｍ；Ｔｉｔａｎｉｕｍ ａｌｌｏｙ；Ｓｕｒｆａｃｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ；Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
０引 言
随着科学技术和现代国防工业的发展，对金属材料的要求 也越来越高，这就需要研制和使用具有高性能的合金及复合材 料。钛及钛合金具有很多优异性能，如高强度、低密度和良好的 耐蚀性，在航空、航天、造船、汽车、核电等国防工业的应用越来 越广泛，并有着良好的发展前景¨…。
“活性膜”层起到以下两方面的作用： １）防护作用 钛是很活泼的金属，其外层电子构型为 ３ｄ２４ｓ２。很容易失去外层的４个电子。因此，钛在空气或水中都 会很快氧化形成一层致密的氧化膜（钝化膜），这是在钛上镀覆
难以得到良好结合力的主要原因。钛在活化膜处理过程中，其 表面生成了“活性膜”（ＴｉＨ：膜）层。对Ｔｉｌｌ：膜的研究表明，Ｔｉ 和Ｈ之间形成的化学键有离子键成分，电子云明显偏向Ｈ，使 之带负电，于是就降低了Ｔｉ的外层电子云密度，即降低了钛的 反应活性，使之不被迅速氧化形成致密的钝化膜。
Ｃｅ４＋＋ｅ—｝Ｃｅ３＋
＋１．７２Ｖ
Ｃｒ６＋＋３ｅ—。Ｃｒ３＋
＋１．３６Ｖ
在Ｃｅ４＋盐溶液中加入适量的稳定剂，得到的Ｃｅ４＋转化膜与
基体和涂层都具有良好的结合强度，而且膜层的耐蚀性很好，其 质量优于阳极氧化膜，且具有和六价铬类似的修复能力。因此，
稀土Ｃｅ４＋盐转化膜技术已被认为是具有很大发展潜力和应用前 景的环保型转化膜Ｈ”Ｊ。
电泳涂装在实际应用中具有高效、低能耗、优质、安全、经济 等优点，随着新型电泳涂料的开发和涂装技术的进步，电泳涂装 工艺迅速得到了普及和发展。
目前，电泳涂装已广泛应用于汽车、建材、自行车、装饰材 料、日用五金和装饰品等行业，但在钛合金上的应用还比较少， 应用的时间也比较短，从表面处理的发展来看，电泳涂装在该领 域也将会有着较大的应用潜力。
钛及钛合金表面经脱脂、粗化和侵蚀后进行关键的“活性 膜”处理。对于钛及钛合金来说，活化及“活性膜”工序是保证 钛表面镀层质量的关键，其作用是在除去钛合金表面氧化膜的 同时，代之以一层与基体结合良好并具有一定活性的薄膜。称之 为活性膜，从而使钛基体在电镀前不被重新氧化。该活性膜 （如氢化膜、氟化膜）与基体和镀层都具有很好的结合强度，经 过“活性膜”处理的钛合金表面可直接进行化学沉积或电沉积， 如在其上直接电沉积镍、铜、铬、银等金属，均能得到结合力优良 的镀覆层。 ２．２“活性膜”（Ｔｉｌｌ：膜）的作用
处理、化学镀及电镀、微弧氧化、电泳沉积和纳米电沉积等，并对其应用加以讨论和评述。这些表面处理方法大大扩展了钛及钛舍金
的应用领域，促进了钛及钛合金在各行业领域的应用。
［关键词］钛；钛合金；表面处理；应用
［中图分类号］ＴＧｌ７４．４
［文献标识码］Ａ
［文章编号］１００１—３６６０（２００９）０６—００７６—０３
２钛及钛合金表面化学沉积及电沉积‘２４∞】
钛合金表面处理工序通常包括：脱脂一净化和粗化一侵蚀 一活化及活性膜处理一化学镀、电镀或复合镀等一热处理。工 序很复杂，还往往得不到结合力良好的镀覆层。
钛在热力学上是一种不稳定的金属，当其置于空气或水溶 液等含氧介质中时，表面能很快生成新的氧化膜。但这层氧化 膜使得在钛上进行表面处理时会遇到很大的困难，特别是进行 电镀、化学镀和转化膜处理时，若按常规法进行前处理，不仅膜 层与基体结合力很差，也很难得到质量合格的镀覆层。膜层与 基体的结合力差是钛及钛合金表面进行电化学处理的主要问 题，要想在钛及钛合金上得到满意和合格的表面膜层，镀覆预处 理是非常蓖要的步骤，而预处理的关键是“活化成膜”处理，若 选择适宜的预处理方法，既能简化工艺，又能保证和提高镀覆层 与基体的结合强度。工业纯钛表面前处理相对比较容易，而钛 合金则较为困难，特别是含硅等的钛合金更困难。 ２．１“活性膜”处理
Ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｔｉｔａｎｉｕｍ ａｎｄ ｉｔｓ ａｌｌｏｙｓ，ｓｏｍｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ａｒｅ ａｄｏｐｔｅｄ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｃｈａｒ－ ａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．Ｔｈｅ ａｄｖａｎｃｅｄ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｎ ｔｉｔａｎｉｕｍ ａｎｄ ｉｔｓ ａｌｌｏｙｓ ｗｅｒｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ ａｎｄ ｅｘｔｅｎ— ｓｉｖｅｌｙ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｉｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ－ｓｕｃｈ ａｓ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ａｎｏｄｉｃ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ ｐｌａｔｉｎｇ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｏ－ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｍｉｃｒｏ—ａｒｃ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ，ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｎａｎｏｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｅｔｃ．Ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｓ ｃａｎ ｄｅｖｅｌｏｐ ａｎｄ ｗｉｄｅｎ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｅｄ ｆｉｅｌｄｓ ｏｆ ｔｉｔａｎｉｕｍ ａｎｄ ｉｔｓ ａｌｌｏｙｓ．
１钛及钛合金表面氧化处理
氧化处理是比较简单且有效的方法，可分为化学氧化、电化 学氧化…７１和微弧氧化‘１８－２３】。
［收稿日期］２００９—１０—１２ ［作者简介］屠振密（１９２８一），男，河北辛集人，教授，本科，研究方向为 电化学工程、腐蚀与防护和表面处理等。