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212202-TC4 钛合金超疏水涂层的制备及性能

2021-12-10 260 1.8M

作者:羊思洁,罗松,杨新,贾丽君


单位:四川轻化工大学


摘要:采用阳极氧化和低表面能物质修饰的方法在 TC4 钛合金表面制备超疏水涂层。工艺过程为:在由 0.5 mol/L H2SO4、0.2 g/L NH4HF2和 0.8 g/L Ce(SO4)·4H2O 组成电解液(5 °C)中以电压 100 V 阳极氧化 1 h,再于三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟-N-辛基 硅烷的乙醇溶液中浸泡 2 h,最后真空烘干 1 h。通过扫描电镜(SEM)观察超疏水涂层的微观形貌,X 射线光电子能谱仪(XPS) 分析超疏水涂层表面的元素组成及其化学态,X 射线衍射仪(XRD)分析超疏水涂层表面的物相组成,并考察了超疏水涂层的耐久性和耐蚀性。结果表明,TC4 钛合金阳极氧化后能在其表面形成微纳级粗糙结构,其特征是凸起火山岩状结构上密集分布了许多直径 100 ~ 200 nm 的孔洞;再经超疏水修饰后,水接触角最高可达 170°,滚动角小于 2°。超疏水涂层表面含有 O、F、Ti、 C、N、Al 等元素,其中 F 主要是以─CF3 和金属氟化物的形式存在,而其物相成分主要是锐钛矿 TiO2和少量的金红石 TiO2。超疏水涂层对腐蚀介质有阻隔作用,使其不易与金属基底接触而引发腐蚀,从而提高了 TC4 钛合金的耐蚀性。在自来水和 3.5% NaCl 溶液浸泡试验以及紫外线照射试验的结果表明,该超疏水涂层具备一定的耐久性。













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