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钛合金耐磨微弧氧化制备手艺的研究希望

揭晓时间：2022-03-16 14:17

董凯辉宋影伟韩恩厚中国科学院金属研究所中国科学院核用质料与清静评价重点实验室中国科学手艺大学质料科学与工程学院南方海洋科学与工程广东省实验室

钛合金质量轻，，比强度高，，尤其耐蚀性优异，，在海洋、航空航天、医疗器械等领域应用越来越普遍。。。但钛合金硬度较低，，摩擦因数高，，粘着磨损、磨粒磨损和微动磨损倾向大，，极大限制了其作为摩擦部件的应用。。。微弧氧化处置惩罚可以获得硬度高的陶瓷质膜，，附着力强，，既可以单独使用来提升钛合金的耐磨性，，又能与多种后处置惩罚方法兼容，，是提高钛合金耐磨性的有用要领。。。影响微弧氧化膜耐磨性的因素许多，，详细叙述了成膜电解液、电参数及差别复合处置惩罚方法对钛合金微弧氧化耐磨性的影响。。。电解液是决议微弧氧化膜耐磨性最要害的因素，，通过选择合适的电解液系统或加入添加剂，，使 TiO2氧化膜中掺杂硬度更高的 Al2O3、 AlTiO5、SiO2等氧化物，，大幅改善微弧氧化膜的耐磨性。。。通过调解电参数（包括恒流/恒压、单相/双相输出、频率等），，将直接影响微弧氧化膜中硬质氧化物的类型、含量、漫衍、外貌粗糙度等，，进而影响摩擦磨损性能。。。复合处置惩罚包括微弧氧化膜外貌机械抛光、喷涂石墨或聚四氟乙烯、磁控溅射硬质薄膜，，以及氧化液中复合纳米颗粒等，，其中复合纳米颗粒不但可以修复膜层中的缺陷，，还可以富厚氧化膜的相组成，，使其具有耐磨、自润滑、耐侵蚀等多种功效特征，，但纳米颗粒的疏散、补加以及差别颗粒之间的协同影响还需要深入研究。。。

要害词：钛合金；；微弧氧化；；耐磨性；；复合处置惩罚；；纳米颗粒

钛合金具有质量轻、比强度高、耐蚀性好等优点，，在海洋船舶、深海潜艇、航空航天等科技焦点领域生长潜力重大。。。但钛合金自身硬度较低、摩擦因数高，，有较高的粘着磨损、磨粒磨损和微动磨损倾向，，极洪流平上限制了其作为摩擦部件的应用。。。为了改善钛合金的摩擦学性能，，通常需要对其举行外貌改性，，常用的处置惩罚要领包括微弧氧化、激光熔覆、磁控溅射、溶胶凝胶、电镀等。。。其中，，微弧氧化手艺具有环保、高自动化水一律优点，，在外加电源的作用下，，短时间内即可在阀金属外貌原位形成厚度适中、附着力强且具有较高硬度的陶瓷氧化膜。。。该膜层既可以单独使用来大幅提升基材的耐磨性，，又能很好地兼容多种后处置惩罚方法，，为后续涂层提供优异的承载能力，，以适用于重载或高速等更苛刻的服役工况。。。因此，，微弧氧化被以为是提高钛合金耐磨性的理想外貌处置惩罚要领，，也是近年来科研事情者们的研究热门。。。现阶段，，针对钛合金微弧氧化膜减摩、耐磨性能的优化主要集中在以下三个方面：电解液、电参数及复合处置惩罚。。。本文将连系海内外的研究现状对上述内容举行概述。。。

01、电解液的影响

电解液是微弧氧化手艺中最焦点的工艺参数，，也是决议氧化膜性能的要害。。。差别电解液系统中，，钛合金外貌微弧氧化膜的成膜机制有所区别，，所制备的微弧氧化膜在化学因素及自身结构上保存差别，，进而也会影响其摩擦学性能。。。通常来讲，，膜层的硬度与其摩擦学性能亲近相关，，高硬度的膜层往往具有更优异的抗磨损性能。。。钛合金加入氧化成膜反应的主要因素为金红石型和锐钛矿型晶态 TiO2，，两者硬度均小于 600HV，，与钛合金自身硬度（400HV 左右）相比，，提升并不显着。。。因此，，若想进一步改善膜层的耐磨性，，需要电解液提供其他成膜组分。。。常见的氧化液包括硅酸盐系统、磷酸盐系统、铝酸盐系统及复合系统等。。。其中，，硅酸盐应用最为普遍，，由于 SiO3 2–具有极强的吸附能力，，氧化历程中极易吸附在钛基材外貌形成杂质放电中心，，一方面可以在较宽的温度和电流规模内实现稳固成膜；；另一方面，，由于大宗胶体状二氧化硅的沉积，，使膜层相对更厚，，最高可达 90 μm。。。但简单的 SiO3 2– 不易起弧，，且以非晶 SiO2 为主要因素的氧化膜，，其硬度普遍只有 600~800HV，，在与高硬度摩擦副的对磨历程中磨损率较高。。。铝酸盐系统电解液中，，AlO2– 会在微弧氧化历程中加入成膜反应，，天生 α-Al2O3、 γ-Al2O3及 AlTiO5等高硬组分，，显著提高膜层硬度。。。其中，，离子浓度是影响该氧化膜耐磨性的要害。。。齐玉明等研究发明，，高浓度的 NaAlO2 会增添氧化膜外貌的放电强度和放电密度，，增进膜层外貌含铝氧化物的充分烧结，，重复击穿和多次熔融使得氧化膜内部结构越发匀称、致密，，40 g/L NaAlO2 浓度条件制备的微弧氧化膜硬度可达 1140HV 左右，，耐磨性能显著提高，，见图 1。。。但铝酸盐系统电解液在氧化历程中易泛起陈化征象，，膜层厚度不匀称，，致使耐磨性的提升并不稳固。。。磷酸盐系统中所制得的微弧氧化膜在匀称性及平滑水平上体现优异，，减摩效果更为理想。。。但该膜层中的主要因素是含有 Ti、P、O 元素的非晶相，，膜层硬度偏低，，且仅有 6~7 μm 的膜厚使其承载能力有限，，在高载荷的摩擦条件下，，其耐磨效果不佳。。。简单系统氧化液无法泛起出最佳的膜层特征，，合理使用各系统的氧化成膜特点，，接纳复配的方法往往可以获得性能优化的氧化膜。。。Li 等在研究电解液系统对钛合金微弧氧化成膜机制的影响时发明，，在硅酸盐电解液中添加适量的磷酸盐可以增进氧化初期钝化膜的形成，，磷化物会优先在钛合金外貌富集，，并向基体内部偏向生长，，而含硅的氧化物体现为向外生长，，主要漫衍于外层松散层，，复合系统膜层的结协力及致密性优于单独的 Si 或 P 系统，，见图 2。。。Yerokhin 等人将铝酸盐和磷酸盐举行复配，，制备出的氧化膜结构致密且外貌平滑，，在与 SAE 52100 钢的对磨实验中，，测试 1000 m 的体积磨损率仅为 3.4×108 mm3 /(N.m)，，既解决了简单 P系统氧化膜厚度缺乏的问题，，同时膜层中富含的 Al2O3 和 AlTiO5 等硬质相可以显著提高膜层的耐磨性。。。

别的，，氧化系统中添加适当的助剂一定水平上可改变氧化膜的形成历程，，进而影响膜层性能。。。Gowtham比照了磷酸盐系统中差别 KOH 浓度对 Cp-Ti 合金微弧氧化的影响，，发明在此碱性氧化液中，，少量 KOH 含量的转变对溶液 pH 值的影响不大，，但随着 KOH 浓度的增添，，溶液电导率显著提升，，起弧电压和终止电压一直降低，，涂层的厚度及孔隙率爆发转变。。。Khorasanian 等在硅酸盐系统中添加适量淀粉，，Ti6-Al4-V 外貌成膜物质的沉积速率大幅提升，， 10 min 即可制备出 50 μm 厚、匀称且致密的氧化膜，，生产效率提高的同时，，耐磨性能与其他研究效果相当，，100 m 的磨损试验中，，平均摩擦因数仅为 0.13。。�？？？杉�，，选择合适的电解液系统或添加相宜的添加剂，，可以有用调控微弧氧化膜的状态，，改善其摩擦学性能。。。

02、电参数的影响

在电解液组分确定的情形下，，氧化电源的参数设置将成为影响膜层性能的主要因素。。。微弧氧化通常使用直流脉冲电源，，详细电参数包括恒流/恒压模式、单相/双相模式、频率以及占空比等。。。州参数决议了流经质料外貌外加电流/电压的输出形式，，将对膜层生长速率以及成膜反应效果造成影响，，并通过改变最终膜层的组成和结构影响其摩擦学性能。。。

2.1 恒流/恒压模式

微弧氧化电源的输出模式分为恒定电流及恒定电压两种。。。恒流模式下，，电流密度的数值一样平常为 1~ 10 A/dm2 ，，电流密度过低倒运于氧化初期基体外貌的钝化，，过高则氧化强烈，，易导致膜层松散甚至局部烧蚀，，膜层质量降低，，耐磨性下降。。。别的，，恒流模式的氧化历程中，，电压将随成膜反应的举行而逐步升高，，并依据火花放电状态的转变可分为阳极氧化、微弧放电以及弧光放电 3 个阶段。。。Cheng 等研究发明，，钛合金外貌氧化膜的生长速率是逐渐降低的，，试验前 10 min，，氧化膜以 3.3 μm/min 的平均速率一直增厚，，而成膜 10 min 后，，该速率仅为 0.2 μm/min。。。只管氧化后期膜层的厚度基本稳固，，但在高电压的一连作用下，，热量的积累将引起阳极外貌局部温度的升高，，膜层中的相组成会爆发一定水平的转变，，高温稳固性差的锐钛矿型二氧化钛在 600~650 ℃的温度范围内向硬度更高的金红石型二氧化钛转变。。。成膜 60 min 后，，陪同着氧化膜表层金红石相比例的增添，，涂层结协力及耐磨性能显着提升。。。但延伸氧化时间至 90 min 时，，氧化膜孔径变大且变得松散，，涂层的耐磨性能反而降低。。。

相比于恒流模式氧化电压的稳步提升，，恒压条件下，，氧化电压将在短时间内抵达预设值，，为了实现此状态，，初期的氧化电流将瞬时输出极大值，，再逐渐降低。。。此模式的优势在于可以快速形成钝化膜，，对电解液的钝化性要求较低，，但由于前期输出功率较大，，对电源功率及溶液冷却等要求更高，，特殊在处置惩罚大面积氧化工件时尤为显着。。。Quintero 等人划分在 3 种电解液系统中比照了恒流以及恒压模式对钛合金微弧氧化膜耐磨性的影响。。。效果发明，，恒压条件所制备的涂层在摩擦试验中的质量磨损率均小于恒流模式下制备的涂层，，且从能耗的角度思量，，恒压模式的单位能耗是恒流模式的一半左右。。。因此，，在电源功率允许的条件下，，恒压操作模式更有优势。。。

2.2 单相/双相输出模式

在恒流/恒压模式确定后，，通常需要选取单相或双相输出类型。。。普遍以为，，正相电流/电压是增进氧化膜生长的主要驱动力，，因此正相输出是微弧氧化较常见的一种事情模式。。。近年研究发明，，适外地引入负向电流/电压可以起到调解膜层状态的作用，，进而影响膜层的摩擦磨损性能。。。Hussein在硅酸盐体系中研究负相电流对氧化成膜历程的影响时发明，，双相电流输出条件下，，等离子体区域的峰值温度与平均温度显着小于单独正相输出模式，，负相的引入有用抑制了氧化膜外貌局部较大的火花放电，，使得膜层致密性提高，，耐磨性获得改善，，但双极电流条件所制备的膜层相对较薄，，且脆性增添。。。

2.3 频率

脉冲频率是指单位时间内完成周期性转变的次数，，该数值的转变将会改变电流的输出波形，，进而对膜层的物质组成等爆发影响。。。磷酸盐系统中，，频率较低时，，单次脉冲能量更大，，即作用在氧化膜上的能量越高，，膜层中高温稳固的金红石型 TiO2 比例增大；；频率升高后，，单位时间内的放电次数提高，，击穿电压有所降低，，促使锐钛矿型 TiO2 含量升高，，膜层硬度略有下降；；当频率升高至 650Hz 以上时，，极短的放电距离使得上一阶段正向电流积攒的热量来缺乏扩散，，导致膜层中金红石型二氧化钛比例再一次提升，，差别频率下形成的微弧氧化膜所含的 TiO2 类型和含量差别，，进而影响微弧氧化膜的硬度和耐磨性。。。Yao 等的研究发明，，在铝酸盐系统中，，随阴极脉冲频率的增大，，膜层中 Al2TiO5 的晶粒尺寸和质量分数逐渐增大，，且金红石型 TiO2 的比例增添。。。

别的，，频率对微弧氧化膜的厚度及外貌状态也有主要影响。。。倪尔鑫等人的研究发明，，无论恒流模式照旧恒压模式，，高频条件下制备的氧化膜厚度更薄，，由于频率越高时，，单个脉冲的平均能量更低，，同时单次氧化时间变短也意味着膜层反应越少，，膜厚增添缓慢。。。吴连波等人着重研究了频率对钛合金微弧氧化膜外貌形貌的影响，，得出低频时由于放电次数少，，二次重熔不充分，，导致氧化膜表层的微孔泛起数目多、孔径小的特点；；当频率升为 650Hz 时，，试样外貌弧光放电匀称，，熔融产品群集征象不显着，，粗糙度最低，，耐磨性获得改善；；随着脉冲频率进一步增添至 650Hz 以上时，，氧化膜层外貌的放电通道漫衍不匀称，，微孔数目镌汰而孔径增大，，粗糙度有所增添，，耐磨性下降。。。

2.4 占空比

占空比是指一个脉冲循环内，，通电时间相关于总时间的比例。。。高占空比对应于电源输出作用时间延伸，，一方面，，膜层外貌热量的积累有利于锐钛矿相 TiO2 向金红石相 TiO2 转变；；另一方面，，单次脉冲能量的提升很可能造成放电通道的孔径增添，，熔融金属相互毗连后易造成突起状，，表层粗糙度有所增大。。。胡宗纯等人划分研究了恒流及恒压模式下占空比的影响，，发明恒流模式下，，增大占空比后，，虽然现实电源作用时间延伸，，但终止电压有所降低，，进而成膜速率及膜层质量的改变并不显着。。。恒压模式下，，占空比的提升将引起电流密度的升高，，进而提高成膜反应速率，，导致粗糙度增大。。。

可见，，通过调解钛合金微弧氧化历程的电参数，，将直接影响膜层中硬质氧化物的类型、含量、漫衍、外貌粗糙度等，，这些将直接影响微弧氧化膜的摩擦学性能。。。只有合理调控电参数在相宜规模，，才华确保微弧氧化膜层具有优异的耐磨性。。。

03、复合微弧氧化处置惩罚

微弧氧化处置惩罚后的钛合金，，其摩擦学性能获得显着提升，，但应对一些苛刻的服役工况时，，仅通过调解溶液系统或电参数的方法可能无法知足要求，，此时可以思量增添复合处置惩罚工序。。。

3.1 复合后处置惩罚

微弧氧化膜作为前置层，，连系适当的后处置惩罚工艺，，是进一步提升质料摩擦学性能的有用手段。。。常用的后处置惩罚工艺包括机械抛光、涂覆润滑或硬质膜层等。。。其中，，机械抛光是现实生产中最简质朴用的一种方法。。。由于微弧氧化膜具有松散多孔的外层结构，，不但粗糙度较高，，且硬度偏低，，通过精加工去除 5~10 μm 厚的外表层，，可以降低摩擦因数，，同时裸露出的致密层结构又能提升外貌硬度，，显著降低质料的磨损率。。。微弧氧化后外貌喷涂/浸涂石墨或聚四氟乙烯（PTFE）润滑层，，制备本钱低，，在中低载荷条件下也能起到不错的减摩效果。。。具有层状结构的固体润滑层在与硬质质料对摩历程中被优先犁削成为磨屑，，有用降低对摩副间的剪切应力与粘着应力。。。但在高载荷下，，转移层很快被磨平，，使用效果不稳固。。。Aliasghari 等发明 Ti+MAO+PTFE 涂层在磨损初期，，摩擦因数较低，，但在短距离的对摩试验后，，该复合涂层的摩擦因数与裸基体的数值基本一致，，如图 3 所示。。。微弧氧化连系磁控溅射手艺，，在微弧氧化膜外貌溅射高硬度的 CrN、 TiN、DLC 等，，其中高附着力的微弧氧化膜作为内层充分验展其承载作用，，而外貌硬质膜在高、低载荷下均体现出优异的耐磨性，，两者连系可以获得摩擦性能最佳的复合涂层。。。别的，，Jin 等在微弧氧化膜外貌举行热氧化处置惩罚，，高温条件增进锐钛矿型向金红石型二氧化钛转变的同时，，部分再结晶及新物质的天生导致膜层的粗糙度有所提高，，并且由于表层硬度的影响水平更大，，使得整体涂层的磨损率降低。。。

3.2 功效性纳米颗粒的复合氧化手艺

通例微弧氧化手艺所制备的膜层保存固有孔隙以及有限的相组成等问题，，对证料耐磨性的提升有限。。。通过复合后处置惩罚方法虽能有用改善摩擦学性能，，但操作工序的增添会降低生产效率，，提高人力本钱。。。近年来开展了一种一步法微弧氧化改性方法，，在通例电解液中添加功效性纳米颗粒，，微纳颗粒在氧化历程中掺杂到涂层表层甚至内部，，一方面临涂层的缺陷位置举行修复，，大幅提高膜层的致密性；；另一方面富厚了复合涂层的相组成，，可以有选择性地付与微弧氧化膜耐磨、自润滑、耐侵蚀等多种功效特征。。。

3.2.1 纳米颗粒的种类

为了改善微弧氧化膜的摩擦学性子，，添加纳米颗粒的类型主要可分为硬质颗粒和润滑颗粒两种。。。常见的硬质颗粒包括 TiO2 、ZrO2 、Al2O3 、 Si3N4、CeO2、SiC等，，它们掺杂在氧化膜中可以显著提高膜层的硬度，，降低磨损率。。。而 PTFE、 MoS2、石墨、hBN等润滑颗粒的添加相当于在微弧氧化涂层内部引入一定量的固体润滑相，，随着磨损历程的举行而一直释放，，起到润滑的作用。。。

3.2.2 纳米颗粒的疏散

纳米颗粒在氧化液中主要以胶体的形式保存，，优异的疏散性是能否实现稳固生产的要害。。。为了避免不溶性纳米颗粒的团圆与沉降，，现在主要接纳机械搅拌、超声震荡、空气搅拌等物理要领连系化学改性的方法。。。Aliofkhazraei和 Gowtham在磁力搅拌器和超声震荡的基础上，，配合少量三乙醇铵外貌活性剂，，划分实现了 Al2O3 和 ZrO2 颗粒的匀称疏散。。。赵晴等人为了提高六方氮化硼颗粒在硅酸盐氧化液中的润湿性和外貌活性，，将纳米颗粒依次举行盐酸酸洗、蒸馏水过滤、酒精中机械搅拌等处置惩罚工序，，最终也获得不错的疏散效果。。。

3.2.3 纳米颗粒的尺寸及浓度

现阶段，，已报道的有关钛合金微弧氧化液中添加纳米颗粒的尺寸为 0.2 nm~2 μm。。。普遍以为，，粒径尺寸较小的颗粒更容易以电泳吸附的方法引入微弧氧化膜内，，实现微孔隙的关闭，，提高致密性。。。刘峰斌比照了差别 SiC 颗粒尺寸对微弧氧化膜性能的影响，，当粒径尺寸（4~5 μm）大于孔径时，，颗粒无法进入膜层内部，，表层粗糙度反而增大，，摩擦因数升高。。。纳米颗粒的浓度与复合氧化膜的粗糙度也保存一定关系。。。在纳米颗粒尺寸相宜的条件下，，随着添加纳米颗粒浓度的提升，，粗糙度呈先降低后升高的趋势。。。初期浓度的增添，，可以提高纳米颗粒对陶瓷层外貌放电通道的填充质量，，致密性提高。。。当抵达临界值后，，进一步提升纳米颗粒的浓度将导致膜层外貌形成过多的群集产品，，外貌粗糙度增大，，耐磨性降低。。。

3.2.4 微纳颗粒对氧化历程的影响

在电解液中添加纳米颗�；；岣谋淙芤合低车牡� 导率和 pH 值，，氧化成膜阶段，，陪同着纳米颗粒一直引入到膜层中，，起弧电压、输出电流、终止电压等一系列电参数也将爆发转变。。。Yurektur 等人在研究恒压模式下纳米颗粒的复合氧化时发明，，添加多壁纳米管颗粒后的氧化电流数值相比未添加前显著提高，，以为纳米颗�；；嵩鎏砣芤旱牡嫉缧�，，且带负电的胶体颗粒在电泳作用下群集在基材外貌，，外貌电荷的积累加速电击穿，，导致击穿电压降低，，氧化电流增大。。。王平接纳恒流模式，，比照了添加 TiO2 纳米颗粒前后微弧氧历程的电压-时间曲线，，发明在氧化初期，，添加纳米颗粒条件的电压数值更大，，主要是由于纳米颗粒的表层吸附作用引起膜层电阻增添，，而到氧化中后期，，其电压水平低于未添加 TiO2 纳米颗粒条件。。。其缘故原由是高电压作用下，，大宗绝缘气泡群集在膜层外貌导致氧化电压虚高，，TiO2 颗粒的轰击作用加速了气泡破碎，，从而降低了膜层电阻。。。

3.2.5 微纳颗粒的掺杂机制

差别种类纳米颗粒的氧化成膜机制并不完全统一，，除了与微纳颗粒的性子相关外，，还受电解液系统及电参数等影响。。。但总体上来讲，，微纳颗粒加入到电解液中，，其掺杂机制主要分为吸收和连系两步。。。其中，，吸收历程一样平常是颗�；；道┥ⅰ⑽扌淼缬厩ㄡ愕淖巯嘀�，，而连系历程一样平常归结为局部熔融的烧结作用或颗粒与基材、电解液的反应性连系。。。微弧氧化通常在 300~600 V 高电压下举行，，阴阳极板间具有极高的电场，，且疏散在电解液中的微纳颗粒呈电中性的可能性极小。。。因此，，可以以为电泳迁徙是吸收历程中最主要的作用形式。。。在碱性电解液系统中，，绝大部分微纳颗粒的 Zeta 电位小于 0 mV，，其在氧化阶段的掺杂机理遵照图 4。。。带负电荷的胶体在电场作用下向阳极工件外貌电泳迁徙，，由于膜层放电通道及微裂纹位置的绝缘电阻最小，，场强漫衍最强，，因此纳米颗�；；嵊畔仍诖舜Ω患�，，利于实现缺陷位置的填充。。。少部分微纳颗粒在系统中的 Zeta 电位呈正值，，此类带正电的微纳颗粒在电泳作用下，，始终向远离工件外貌的偏向运动，，其掺杂机制如图 5 所示。。。在微弧氧化的差别阶段，，功效性颗粒的表层吸附均主要依赖于机械搅拌作用引入的物理扩散。。。氧化前中期，，即氧化电压较低时，，带正电的胶体粒子基本无法吸附在平滑的基材外貌，，导致膜层内层基本检测不到微纳颗粒的组分。。。当电压升高至击穿电压以后，，在一定热作用和电场强度的配合影响下，，熔融的等离子团会从放电通道中喷涌出来，，从而增大了与微纳颗粒爆发碰撞接触的时机，，为后续的连系历程提供条件，，最终实现包裹并富集在氧化膜表层，，提高膜层的耐磨性。。。

在微纳颗粒的连系历程中，，掺入形式可分为惰性掺入和反应型掺入两种。。。SiC、PTFE、hBN、石墨烯及 MoS2 颗粒等作为惰性掺入型的典范代表，，以完全惰性沉积的形式在一连的微放电历程中被包裹在熔融的氧化膜层中。。。关于反应型掺入的颗粒，，它们往往以混淆沉积的形式进入膜层中，，部分以胶体形态惰性沉积，，另一部分在局部高温作用下将与金属基质或电解质爆发反应天生新的物质。。。Gowtham 和 Li等人在添加 ZrO2 纳米颗粒的复合微弧氧化膜中检测到 ZrTiO4、m-ZrO2 组分。。。Al2O3 颗粒也会加入钛合金的氧化成膜反应，，形成 Al2TiO5 新相。。。

总之，，微弧氧化溶液中掺杂硬质颗�；；蛉蠡帕：�，，这些颗粒在成膜历程中复合到膜层中，，提高微弧氧化膜的硬度、润滑性、致密性等，，使膜层具有减摩、耐磨、润滑等性能，，未来有灼烁的应用远景。。。

04、结论与展望

现阶段，，钛合金在常见电解液系统中的成膜反应以及种种电参数在其氧化历程中的影响机制已有较为成熟的熟悉，，可以从提高微弧氧化膜表层硬质相比例以及降低粗糙度的角度来设计更合理的微弧氧化工艺。。。但古板微弧氧化能够提供的相组成种类较少，，且膜层外貌不可阻止地保存微孔，，因此耐磨性的提升有限。。。通过增添后处置惩罚工序与微弧氧化手艺复合可以进一步改善氧化膜的摩擦学性能，，但生产本钱增添。。。纳米颗粒复合微弧氧化手艺可以一步法实现氧化膜的制备，，同时又能有选择性地付与其减摩、耐磨、润滑等性能，，是未来微弧氧化手艺的生长趋势。。。但此项手艺正式应用于工业生产前，，仍有一些问题亟待解决：首先，，不溶性纳米颗粒在电解液中的疏散性差，，应增强纳米颗粒疏散稳固性的相关研究，，开发相匹配的外貌活性剂或优化改性方法；；其次，，纳米颗粒在微弧氧化历程中一直消耗，，复合氧化液的使用寿命及补加要领有待深入研究；；再次，，现阶段关于纳米颗粒复合微弧氧化的研究中，，仍以掺杂一种纳米颗粒为主，，在电解液中添加多种纳米颗粒，，特殊是差别功效类型的纳米颗粒时，，复合微弧氧化膜的摩擦学性能尚不明确；；最后，，电参数对差别种类纳米颗粒掺杂机制的作用机理尚有待澄清，，例如负向电压/电流的引入对带电胶体在微弧氧化阶段吸收和连系历程的影响等，，此类问题的叙述将对复合纳米颗粒微弧氧化手艺的工艺设计提供理论指导。。。

综合环保、经济本钱等多方面因素思量，，微弧氧化仍是未来一段时间内提高钛合金耐磨性能的首选面处置惩罚手艺，，具有辽阔的生长远景。。。随着人们对耐磨微弧氧化膜制备手艺研究的进一步深入，，相关理论基础的逐步完善，，相信定能设计开发出摩擦性能可控且综合性能优异的微弧氧化涂层，，从而拓宽钛合金的使用规模，，并推进其在更多领域的工业化应用。。。

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