Różne sposoby osiągnięcia odporności na korozję stopów tytanowych
Dzięki ciągłemu postępowi nauki i technologii stopy tytanu, jako ważnego materiału inżynieryjnego, były szeroko stosowane w dziedzinie lotniczej, inżynierii morskiej, medycznej i innych. Jednak odporność na korozję stopów tytanowych jest bezpośrednio związana z ich życiem i bezpieczeństwem. Dlatego, jak zapewnić, że odporność na korozję stopów tytanowych stała się ważnym tematem badawczym. Redaktorzy Haiboweiera wprowadzą różne sposoby osiągnięcia odporności na korozję stopów tytanowych, w tym naturalne tworzenie folii tlenku powierzchniowego, technologii utleniania mikro-arc, modyfikacji powierzchni i uszczelniania, stopu, zastosowania superhydrofobowego filmu i kompleksowej strategii ochrony.
Naturalne tworzenie folii tlenku powierzchniowego
Stopy tytanowe mogą naturalnie tworzyć gęsty folia tlenku tytanu (TIO₂) w powietrzu. Ta warstwa tlenku jest bardzo cienka (zwykle grubość tylko kilku nanometrów), ale bardzo gęsta i może skutecznie blokować kontakt między zewnętrznymi substancjami korozyjnymi a matrycą tytanową. Ponadto ten film tlenkowy ma również zdolność do samowystarczalności. Nawet jeśli jest częściowo uszkodzony, można go szybko ponownie uformować poprzez reakcję utleniania, tym samym odgrywając rolę ochronną. Ta zdolność do samodzielnego zastawania umożliwia tytanowym stopom utrzymanie dobrej odporności na korozję podczas długotrwałego użytkowania.
Technologia utleniania mikroprzedsiębiorstw
Utlenianie Micro-ARC (MAO) to metoda generowania kontrolowanej gęstej folii ceramicznej tlenku na powierzchni stopu tytanowego. Technologia ta generuje wyładowanie iskry na powierzchni stopu tytanowego poprzez zasady elektrochemiczne, tworząc plamy utleniania mikro-okrętów, a następnie generując gęstą warstwę ceramiczną tlenku. Ta warstwa ceramiczna ma nie tylko silne wiązanie z podłożem, ale także ma doskonałą odporność na korozję i odporność na zużycie. Na przykład folia ceramiczna skonstruowana na powierzchni stopu tytanu TC4 za pomocą technologii utleniania mikroprzedsiębiorstw składa się głównie z anatazy i rutylowych tio₂, które mogą skutecznie blokować wtargnięcie wody i jonów korozyjnych oraz znacznie poprawić odporność na korozję stopu tytanowego.
Modyfikacja powierzchni i obróbka uszczelniająca
W celu dalszego poprawy odporności na korozję folii utleniania mikro-ARC, naukowcy często stosują metody uszczelnienia lub łączą je z innymi technologiami oczyszczania powierzchni. Obróbka uszczelniania może uszczelnić mikropory w folii utleniania mikro-ARC i zmniejszyć kontakt między pożywką żrącą a podłożem. Na przykład pokrycie powierzchni stopu tytanu po utlenianiu mikro-arc za pomocą materiałów o niskiej energii powierzchniowej (takich jak oktadecylotrimetoksysilan, OTM) do modyfikacji może konstruować superhydrofobową folię, która znacznie zmniejsza przyczepność i penetrację pożywkiza korozyjnych na powierzchni. Ponadto, łącząc utlenianie mikro-ARC z wzrostem hydrotermalnym, folia hydrotalcytu jest uprawiana in situ na powierzchni stopu magnezu po utlenianiu mikro-arch, który może również zamykać mikropory i poprawić odporność na korozję.
Stop
Odporność na korozję stopów tytanowych można znacznie poprawić poprzez dodanie określonych elementów stopowych. Na przykład dodanie śladowej ilości pierwiastków tantalu (TA) może znacznie poprawić odporność na korozję stopu tytanowego TA23, zwiększyć potencjał samokorozowy i zmniejszyć gęstość prądu samokorozji. Ponadto dodanie neutralnych pierwiastków, takich jak cyrkonż (ZR), może również poprawić odporność na korozję stopów tytanowych, ponieważ elementy te mogą hamować dalszy wzrost otworów korozji poprzez utworzenie grubszej folii pasywacyjnej. Technologia mikroalloyingu może również regulować zachowanie zmiany fazy, wielkość ziarna i charakterystykę granicy ziarna stopów tytanowych, optymalizując w ten sposób strukturę organizacyjną materiału w mikroskopie i poprawiając jego kompleksową wydajność.
Zastosowanie filmu superhydrofobowego
Konstruowanie filmu superhydrofobowego na powierzchni stopu tytanowego jest skuteczną strategią oporności na korozję. Folia superhydrofobowa ma wyjątkowo niską energię powierzchniową, co może znacznie zmniejszyć kontakt między rozpuszczalnym w wodzie pożywce korozyjnej a podłożem, zmniejszając w ten sposób korozję. Na przykład folia superhydrofobowa skonstruowana na powierzchni stopu tytanowego przez utlenianie mikro-ORC w połączeniu z samoorganizacją substancji o niskiej energii powierzchniowej może znacznie poprawić odporność na korozję w korozyjnym roztworze Cl⁻. Ten superhydrofobowy film ma nie tylko dobrą odporność na korozję, ale także ma dobrą stabilność mechaniczną i właściwości samoczyszczące.
Kompleksowa strategia ochrony
Odporność na korozję stopu tytanu można dodatkowo poprawić, łącząc wiele technologii obróbki powierzchni. Na przykład powłoka kompozytowa przygotowana na powierzchni stopu tytanowego poprzez połączenie utleniania mikro-ARC z technologią przetwarzania laserowego ma doskonałą odporność na korozję i odporność na zużycie. Ponadto można połączyć różne technologie oczyszczania powierzchni, takie jak technologia zol-żel i technologia osadzania elektrochemicznego w celu utworzenia wielopoziomowego systemu ochrony w celu poprawy odporności na korozję stopu tytanowego.
Odporność na korozję stopu tytanowego została znacznie ulepszona. Naturalne tworzenie folii tlenku powierzchniowego, technologii utleniania mikroprzedsiębiorstw, modyfikacji powierzchni i uszczelnienia, stopu, zastosowania superhydrofobowej strategii ochrony i innych oznacza współpracę na powierzchni stopu tytanowego w celu utworzenia wielopoziomowego systemu ochrony. Zastosowanie tych technologii sprawiło, że stop tytanowy był szeroko stosowany w dziedzinie lotniczej, inżynierii morskiej, medycznej i innych, i zapewniła silną gwarancję jego długoterminowej stabilnej operacji.
