Progrès de la recherche sur une couche de film résistante à l'usure et à la corrosion sur la surface de l'alliage de titane par oxydation par micro-arc

L'alliage de titane possède de nombreuses excellentes propriétés, une résistance spécifique élevée, une faible densité, une biocompatibilité et d'autres caractéristiques. Par conséquent, il est largement utilisé dans l'industrie militaire, les moyens de subsistance des personnes et l'industrie aérospatiale, cependant, en raison de la faible résistance à l'usure de l'alliage de titane, la dureté est également plus faible, le contact avec d'autres métaux les risques de corrosion sont relativement importants, ce qui a affecté le champ d'application de l'alliage de titane. Afin d'améliorer les défauts physiques des alliages de titane, la surface des alliages de titane a été traitée pour maximiser ses excellentes performances, élargissant ainsi le champ d'application des alliages de titane. La technologie d'oxydation par micro-arc améliore considérablement la résistance à l'usure et à la corrosion des alliages de titane, en réduisant le coefficient de frottement, en formant une couche de film céramique sur la surface, empêchant la corrosion par contact. Cet article décrit brièvement la technologie et les avantages de l'oxydation par micro-arc. et analyse les progrès de la recherche et les perspectives d'application.
1 Technologie et avantages de l'oxydation par micro-arc
L'oxydation par micro-arc appartient à l'application de la nouvelle technologie des alliages de titane, elle introduit l'oxydation de la zone de travail de Faraday dans la zone de décharge à haute pression, ce qui entraîne la surface de ses alliages ainsi que des métaux non ferreux tels que A, l T. ,i Mg placé dans la solution de traitement, décharge par étincelle, décharge micro-arc, couronne et autres phénomènes, dans la chimie électrochimique, thermochimique, plasma, une couche d'oxydation du film céramique sur la surface du matériau in situ la croissance, ce qui à son tour rend les propriétés de la surface du matériau sont renforcées. En général, le processus MAO peut être divisé en quatre étapes, avant l'étape d'étincelle pour la première étape, l'alimentation électrique est allumée, il y a un grand nombre de précipitations de bulles d'oxygène, la formation d'un joint d'air, le joint d'air pour à base d'oxygène, générant une couche de film de passivation isolant à la surface de l'échantillon, la densité de courant de zéro a très rapidement augmenté jusqu'à son pic, puis a chuté. Étape d'étincelle pour la deuxième étape, lorsque le film de passivation par la tension continue de monter et de se décomposer, la densité de courant cesse de chuter et commence à augmenter, le fort champ électrique entre les électrodes pour former un plasma et faire en sorte que le gaz se décharge, un Un grand nombre de natation à la surface de l'échantillon est apparu dans une petite étincelle, car c'est toujours dans la région de la couche de film qui est mince pour percer le film de passivation et changer constamment le site de rupture. Étape de micro-arc pour la troisième étape, avec la poursuite de la MAO, un micro-arc dispersé apparaîtra progressivement à la surface de l'échantillon, et une nage rapide, l'intensité du micro-arc augmentera, la densité diminuera progressivement, avec l'extension du temps la densité de courant tend à se stabiliser, la résistance et l'épaisseur de la couche de film augmentent progressivement, l'étage d'arc local pour le quatrième étage, les étages ultérieurs du MAO, le nombre de points d'arc sur la surface de l'échantillon est progressivement réduit, le le point d'arc a une vitesse de déplacement évidemment plus lente et le courant devient plus faible densité. Grâce aux quatre étapes ci-dessus, la réaction électrochimique de l'anode, le bombardement de plasma, la fusion, la diffusion, la transition de phase de frittage, la solidification et d'autres processus peuvent être formés avec le substrat combiné à une couche de film céramique solide et relativement épaisse. La technologie d'oxydation par micro-arc présente les avantages suivants : ① Étant donné que le film céramique est cultivé in situ, la combinaison est donc relativement élevée. ② Ajustez la composition de l'électrolyte et les conditions du processus, de sorte que la composition et les performances de la couche de film changent, la conception fonctionnelle de la couche de film est efficacement améliorée. ③ La température de décharge instantanée est relativement élevée, la température Krys-mann calcule qu'elle peut atteindre 8 000 K, Van estime que la température dépasse 2 000 degrés, l'oxyde fondra dans cette région, la température du substrat ne dépasse pas 300 degrés, les performances du le substrat ne se détériorera pas. ④Même la forme complexe de la pièce peut être formée sur les surfaces intérieures et extérieures du film ; ⑤Opération simple, rentable, moins de processus de prétraitement, ne nécessitant pas de conditions de température ou de vide élevées. ⑥ Combinez les avantages de la céramique et du métal, améliorez efficacement la résistance à la corrosion et la résistance à l'usure de la surface métallique. Les propriétés mécaniques et physicochimiques complètes de la couche de film MAO sont bonnes, ce qui améliore efficacement son champ d'application. Avec l'amélioration continue de la technologie comme Outre l'approfondissement de la recherche, la technologie MAO nous apportera sûrement de meilleurs avantages économiques.

3 Progrès de la recherche sur la couche de film MAO en alliage de titane
À partir des années 1980, la Russie a commencé l'étude de la couche de film MAO en alliage de titane, par rapport à d'autres pays, non seulement commencée tôt, mais aussi des recherches plus approfondies et plus approfondies. Les performances de protection de la couche de film, l'analyse de la composition chimique de la couche de film et l'optimisation de la formulation de l'électrolyte sont les éléments importants de ses recherches. Après la Russie, les travaux de recherche sur l'alliage de titane MAO ont commencé à être menés de manière approfondie. Cependant, il n'existe pas beaucoup de rapports pertinents sur le traitement de la corrosion et de la résistance à l'usure de l'alliage de titane MAO au pays et à l'étranger.Xue et al. a étudié l'organisation et la structure de la couche membranaire de MAO fabriquée à partir d'un système de méta-aluminate de sodium et d'un système de silicate, et a également analysé certaines propriétés mécaniques, notamment l'abrasion élastique, la dureté de la couche membranaire et la distribution générale de la couche membranaire. L'utilisation d'une alimentation pulsée bipolaire affecte les paramètres électriques du processus MAO des alliages de titane, qui a également été étudié avec soin et profondeur par Wu et al. En ce qui concerne les paramètres électriques et la composition de la solution de traitement sur la résistance à l'usure, comme la composition et le taux de croissance de la couche de film MAO en alliage de titane, Wang et al. a également réalisé une étude pertinente. Il est souligné dans la littérature pertinente que dans le composant phosphore ou calcium de la solution de traitement, une couche de film MAO en alliage de titane sera générée, qui est non seulement résistante à la corrosion et à l'abrasion, mais présente également les caractéristiques de biocompatibilité, ce qui est très application prometteuse d’une telle couche de film dans la transplantation osseuse en médecine.
4 Perspectives d'application de la couche de membrane MAO en alliage de titane
En analysant ses propriétés physiques et chimiques, les perspectives d’application de la couche de film MAO sont très larges, en particulier sa résistance à la corrosion et à l’usure. Dans le domaine d'application de la structure de coque moderne, dans la différence de taille, la forme complexe des pièces, la formation d'une couche de film MAO dure, dense et uniforme, dans l'acier et d'autres composants de tuyauterie avec contact et alliage de Cu, la formation d'alliage de film TiO2 couche, capable de propriétés corrosives de l'eau de mer sont encore améliorées. Film MAO sur alliage de titane appliqué dans d'autres domaines industriels, avec de fortes propriétés de résistance à la corrosion et une barrière thermique, en particulier pour certaines pièces clés, telles que le capot moteur de la voiture, sa protection est plus importante, peut être sa couche de film d'isolation thermique facile à tomber les lacunes de la manière efficace de surmonter. En raison également de sa bonne résistance à l'abrasion, l'industrie textile présente également une large gamme d'applications, notamment pour les coupelles de fil et d'autres pièces clés. De plus, dans des conditions de charge lourde à grande vitesse, de haute pression et de température élevée et dans d'autres conditions strictes, la couche de film MAO a également une bonne capacité de blindage magnétique, une capacité d'irradiation et une résistance aux rayons à haute énergie, et est largement utilisée dans les cartes de blindage électroniques.
L'alliage de titane possède de nombreuses excellentes propriétés, une résistance spécifique élevée, une faible densité, une biocompatibilité et d'autres caractéristiques. Par conséquent, il est largement utilisé dans l'armée, les moyens de subsistance des personnes et l'industrie aérospatiale, cependant, en raison de la faible résistance à l'usure de l'alliage de titane, de sa dureté. est également plus faible, les risques de corrosion par contact avec d'autres métaux sont relativement importants, ceux-ci affectent le champ d'application de l'alliage de titane. La technologie MAO présente une méthode économique, respectueuse de l'environnement, simple et en même temps, dans le traitement du processus qui n'endommagera pas le corps et de nombreux autres avantages. À l'heure actuelle, les travaux de recherche sur l'alliage de titane MAO sont également progressivement lancés et réalisés et ont progressé par étapes. La recherche nationale en est encore à ses balbutiements. Il faut donc élargir le champ d’application, une compréhension approfondie et une maîtrise de la technologie. Cet article décrit brièvement la technologie et les avantages de l'oxydation par micro-arc, analyse la couche de film résistante à la corrosion ainsi que les progrès de la recherche sur la génération in situ résistante à l'usure par oxydation par micro-arc sur la surface de l'alliage de titane, et attend avec impatience les perspectives de son application et l’orientation de son développement.