Diverses maneres d’aconseguir la resistència a la corrosió dels aliatges de titani
Amb l’avançament continu de la ciència i la tecnologia, els aliatges de titani, com a material d’enginyeria important, s’han utilitzat àmpliament en camps aeroespacials, enginyeria marina, mèdica i altres. Tanmateix, la resistència a la corrosió dels aliatges de titani està directament relacionada amb la seva vida i seguretat. Per tant, com assegurar la resistència a la corrosió dels aliatges de titani s’ha convertit en un tema de recerca important. Els editors de Haiboweier introduiran diverses maneres d’aconseguir la resistència a la corrosió dels aliatges de titani, inclosa la formació natural de la pel·lícula d’òxid de superfície, la tecnologia d’oxidació de micro-arc, la modificació de la superfície i el tractament de segellat, l’aliatge, l’aplicació de pel·lícules super hidrofòbiques i una estratègia de protecció integral.
Formació natural de la pel·lícula d'òxid de superfície
Els aliatges de titani poden formar naturalment una pel·lícula d'òxid de diòxid de titani dens a l'aire. Aquesta pel·lícula d'òxid és molt fina (normalment només uns nanòmetres de gruix), però molt densa, i pot bloquejar eficaçment el contacte entre substàncies corrosives externes i la matriu de titani. A més, aquesta pel·lícula d’òxid també té la capacitat d’auto-reparació. Tot i que es danya parcialment, es pot tornar a formar ràpidament mitjançant la reacció d’oxidació, continuant fent un paper protector. Aquesta capacitat d’autoreparació permet als aliatges de titani mantenir una bona resistència a la corrosió durant l’ús a llarg termini.
Tecnologia d’oxidació de micro-arc
L’oxidació de micro-arc (MAO) és un mètode per generar una pel·lícula de ceràmica d’òxid dens controlable a la superfície de l’aliatge de titani. Aquesta tecnologia genera descàrrega de guspira a la superfície de l’aliatge de titani mitjançant principis electroquímics, formant taques d’oxidació de micro-arc i generant una capa de ceràmica densa d’òxid. Aquesta capa ceràmica no només té un enllaç fort amb el substrat, sinó que també té una excel·lent resistència a la corrosió i resistència al desgast. Per exemple, la pel·lícula ceràmica construïda a la superfície de l’aliatge de titani TC4 per la tecnologia d’oxidació de micro-arc està composta principalment per anatasa i tio₂ rutil, que pot bloquejar eficaçment la intrusió d’aigua i ions corrosius i millorar significativament la resistència a la corrosió de l’aliatge de titani.
Modificació de la superfície i tractament de segellat
Per millorar encara més la resistència a la corrosió de la pel·lícula d’oxidació de micro-arc, els investigadors solen utilitzar mètodes de segellat o combinar-los amb altres tecnologies de tractament de superfície. El tractament de segellat pot segellar els micropores a la pel·lícula d’oxidació de micro-arc i reduir el contacte entre el medi corrosiu i el substrat. Per exemple, el recobriment de la superfície de l’aliatge de titani després de l’oxidació de micro-arc amb materials d’energia de baixa superfície (com ara Octadecyltrimetoxysilà, OTMs) per a la modificació pot construir una pel·lícula superhidrofòbica, que redueix significativament l’adhesió i la penetració de medis corrosius a la superfície. A més, combinant l’oxidació de micro-arc amb el creixement hidrotermal, la pel·lícula d’hidrotalcita es cultiva in situ a la superfície de l’aliatge de magnesi després de l’oxidació de micro-arc, que també pot tancar els micropores i millorar la resistència a la corrosió.
Alineació
La resistència a la corrosió dels aliatges de titani es pot millorar significativament afegint elements d’aliatge específics. Per exemple, afegir una quantitat de traça d’elements de tàntal (TA) pot millorar significativament la resistència a la corrosió de l’aliatge de titani TA23, augmentar el potencial d’auto-corrosió i reduir la densitat de corrent d’auto-corrosió. A més, l’addició d’elements neutres com el zirconi (Zr) també pot millorar la resistència a la corrosió dels aliatges de titani, perquè aquests elements poden inhibir el creixement més dels forats de corrosió formant una pel·lícula de passivació més gruixuda. La tecnologia de microalimentació també pot regular el comportament del canvi de fase, la mida del gra i les característiques del límit del gra dels aliatges de titani, optimitzant així l'estructura organitzativa del material a microscalva i millorant el seu rendiment integral.
Aplicació de pel·lícula superhidrofòbica
Construir una pel·lícula superhidrofòbica a la superfície de l’aliatge de titani és una estratègia eficaç de resistència a la corrosió. La pel·lícula superhidrofòbica té una energia superficial extremadament baixa, cosa que pot reduir significativament el contacte entre els medis corrosius solubles en aigua i el substrat, reduint així la corrosió. Per exemple, la pel·lícula superhidrofòbica construïda a la superfície de l’aliatge de titani mitjançant l’oxidació de micro-arc combinada amb l’autoassemblatge de substàncies energètiques de baixa superfície pot millorar significativament la seva resistència a la corrosió en la solució Cl⁻ corrosiva. Aquesta pel·lícula superhidrofòbica no només té una bona resistència a la corrosió, sinó que també té una bona estabilitat mecànica i propietats auto-netejadores.
Estratègia de protecció integral
La resistència a la corrosió de l’aliatge de titani es pot millorar encara més combinant múltiples tecnologies de tractament superficial. Per exemple, el recobriment compost preparat a la superfície de l’aliatge de titani combinant l’oxidació de micro-arc amb la tecnologia de processament làser té una excel·lent resistència a la corrosió i resistència al desgast. A més, es poden combinar diverses tecnologies de tractament superficial com la tecnologia Sol-Gel i la tecnologia de deposició electroquímica per formar un sistema de protecció a diversos nivells per millorar la resistència a la corrosió de l’aliatge de titani.
La resistència a la corrosió de l’aliatge de titani s’ha millorat significativament. La formació natural de la pel·lícula d'òxid de superfície, la tecnologia d'oxidació de micro-arc, la modificació de la superfície i el tractament de segellat, l'aliatge, l'aplicació de pel·lícules super hidrofòbils i una estratègia de protecció integral i altres mitjans treballen junts a la superfície de l'aliatge de titani per formar un sistema de protecció de diversos nivells. L’aplicació d’aquestes tecnologies ha fet que l’aliatge de titani s’utilitzi àmpliament en els camps aeroespacials, d’enginyeria marina, mèdica i d’altres camps i ha proporcionat una forta garantia per a la seva operació estable a llarg termini.
