TC4钛合金阳极氧化着色膜显色规律探讨

• 作者: 张斌英 杨泽慧 郝建民 陈永楠 马建基 黄利保
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 钛合金 阳极氧化 着色膜 显色机理
• 年，卷（期）: 2020,（5）
• 所属期刊栏目: 膜层材料与技术
• 页码范围: 308-316,342
• 页数: 10页
• 分类号: TG174.4
• 字数: 3258字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2020.05.037

摘要

目的 在不同电解液、电压等工艺参数下对TC4钛合金进行阳极氧化,获得彩色膜,分析探讨着色膜颜色随不同工艺参数变化的显色规律,并通过该显色规律分析着色膜显色机理.方法 分别选用NaOH电解液、H3PO3电解液、Na2SiO3盐溶液对Ti6A14V钛合金进行氧化着色.通过金相显微镜、SEM、XRD、AFM和3nh色差仪等测试方法,分析氧化膜层显微组织、形貌特征、物相成分、膜层厚度与颜色变化.结果 3nh色差仪测得膜层颜色值(L*、a*、b*)随电压具有周期变化规律.在电压参数为120 V左右的起弧电压之前,三种电解液阳极氧化着色膜均是由非晶态的钛氧化物组成,显色规律一致,氧化膜层致密均匀,只是生长速率稍有不同.膜层显色是干涉加强光色与干涉减弱光色的互补光色的共同作用.通过钛合金氧化膜干涉光程差公式修正,推导出了薄膜厚度的理论计算公式,且AFM测试结果与理论计算得出的膜厚基本一致.随着电压继续升高,电解反应剧烈,宏观表面观察到微弧放电现象,电解过程过渡到微弧氧化阶段.结论 在低电压阳极氧化阶段,TC4钛合金着色膜层是由致密均匀的非晶态钛氧化物组成,膜层生长方式是随电压均匀层状生长,显色原理主要是薄膜干涉原理.通过控制电压参数,可控制膜层厚度,继而得到理想的颜色.在Na2SiO3盐溶液中的膜层生长速率为1～1.7 nm/V.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	郝建民	长安大学材料表面强化研究所	80	930	17.0	28.0
2	陈永楠	长安大学材料表面强化研究所	52	117	6.0	8.0
3	张斌英	长安大学材料表面强化研究所	2	0	0.0	0.0
4	黄利保	长安大学材料表面强化研究所	2	0	0.0	0.0
5	马建基	长安大学材料表面强化研究所	2	0	0.0	0.0
6	杨泽慧	长安大学材料表面强化研究所	1	0	0.0	0.0