Dažādi veidi, kā panākt titāna sakausējumu izturību pret koroziju
Nepārtraukti attīstoties zinātnei un tehnoloģijai, titāna sakausējumi kā svarīgs inženiertehniskais materiāls ir plaši izmantoti aviācijas un kosmosa, jūras inženierijas, medicīnas un citās jomās. Tomēr titāna sakausējumu izturība pret koroziju ir tieši saistīta ar viņu kalpošanas laiku un drošību. Tāpēc, kā nodrošināt titāna sakausējumu izturību pret koroziju, ir kļuvis par svarīgu pētniecības tēmu. Haiboweier redaktori ieviesīs dažādus veidus, kā panākt titāna sakausējumu izturību pret koroziju, ieskaitot virsmas oksīda plēves dabisko veidošanos, mikrokarcidācijas oksidācijas tehnoloģiju, virsmas modifikāciju un aizzīmogošanas apstrādi, leģēšanu, super hidrofobiskās plēves pielietojumu un visaptverošu aizsardzības stratēģiju.
Virsmas oksīda plēves dabiska veidošanās
Titāna sakausējumi, protams, var veidot blīvu titāna dioksīda (TiO₂) oksīda plēvi gaisā. Šī oksīda plēve ir ļoti plāna (parasti ir tikai daži nanometru biezi), bet ļoti blīva, un tā var efektīvi bloķēt kontaktu starp ārējām kodīgām vielām un titāna matricu. Turklāt šai oksīda filmai ir arī spēja sevi novērst. Pat ja tas ir daļēji bojāts, to var ātri pārveidot, izmantojot oksidācijas reakciju, tādējādi turpinot spēlēt aizsargājošu lomu. Šī pašregulējošā spēja ļauj titāna sakausējumiem saglabāt labu izturību pret koroziju ilgtermiņa lietošanā.
Mikrokarcidācijas oksidācijas tehnoloģija
Mikrokarciālā oksidācija (MAO) ir metode kontrolējamas blīvas oksīda keramikas plēves ģenerēšanai uz titāna sakausējuma virsmas. Šī tehnoloģija rada dzirksteles izdalījumus uz titāna sakausējuma virsmas caur elektroķīmiskajiem principiem, veidojot mikrokarciālu oksidācijas plankumus un pēc tam veidojot blīvu oksīda keramikas slāni. Šim keramikas slānim ir ne tikai spēcīga saikne ar substrātu, bet arī ar lielisku izturību pret koroziju un nodiluma izturību. Piemēram, keramikas plēve, kas uz tc4 titāna sakausējuma virsmas veidota ar mikro arcidācijas tehnoloģiju, galvenokārt sastāv no anatāzes un rutila tio₂, kas var efektīvi bloķēt ūdens un kodīgu jonu iekļūšanu un ievērojami uzlabot titāna sakausējuma korozijas izturību.
Virsmas modifikācija un blīvēšanas apstrāde
Lai vēl vairāk uzlabotu mikrorokas oksidācijas plēves izturību pret koroziju, pētnieki bieži izmanto blīvēšanas metodes vai apvieno tās ar citām virsmas apstrādes tehnoloģijām. Noslēguma apstrāde var aizzīmogot mikroporas mikrorokas oksidācijas plēvē un samazināt kontaktu starp kodīgo barotni un substrātu. Piemēram, titāna sakausējuma virsmas pārklāšana pēc mikroorcionālās oksidācijas ar zemu virsmas enerģijas materiāliem (piemēram, oktadeciltrimetoksisilānu, OTM) modifikācijai var izveidot superhidrofobisku plēvi, kas ievērojami samazina korozīvas barotnes saķeri un iespiešanos uz virsmas. Turklāt, apvienojot mikrokameras oksidāciju ar hidrotermisko augšanu, hidrotalcīta plēve tiek audzēta uz vietas uz magnija sakausējuma virsmas pēc mikrorokas oksidācijas, kas var arī aizvērt mikroporas un uzlabot izturību pret koroziju.
Lītošs
Titāna sakausējumu izturību pret koroziju var ievērojami uzlabot, pievienojot īpašus leģējošus elementus. Piemēram, pievienojot pēdu daudzumu tantaluma (TA) elementu, var ievērojami uzlabot TA23 titāna sakausējuma izturību pret koroziju, palielināt paškorozijas potenciālu un samazināt paškorozijas strāvas blīvumu. Turklāt neitrālu elementu, piemēram, cirkonija (ZR), pievienošana var arī uzlabot titāna sakausējumu izturību pret koroziju, jo šie elementi var kavēt turpmāku korozijas caurumu augšanu, veidojot biezāku pasivācijas plēvi. Mikroaklausīšanas tehnoloģija var arī regulēt titāna sakausējumu fāžu izmaiņu uzvedību, graudu lieluma un graudu robežas raksturlielumus, tādējādi optimizējot materiāla organizatorisko struktūru mikromērogā un uzlabojot tā visaptverošo veiktspēju.
Superhidrofobiskās plēves pielietojums
Superhidrofobiskas plēves konstruēšana uz titāna sakausējuma virsmas ir efektīva korozijas rezistences stratēģija. Superhidrofobiskajai plēvei ir ārkārtīgi zema virsmas enerģija, kas var ievērojami samazināt saskari starp ūdeni šķīstošu korozīvu barotni un substrātu, tādējādi samazinot koroziju. Piemēram, superhidrofobiskā plēve, kas uz titāna sakausējuma virsmas uzbūvēta ar mikrokarcidācijas palīdzību, apvienojumā ar zemas virsmas enerģijas vielu pašmontāžu var ievērojami uzlabot tās izturību pret koroziju cl⁻ šķīdumā. Šai superhidrofobiskajai filmai ir ne tikai laba izturība pret koroziju, bet arī laba mehāniskā stabilitāte un pašattīrošās īpašības.
Visaptveroša aizsardzības stratēģija
Titāna sakausējuma izturību pret koroziju var vēl vairāk uzlabot, apvienojot vairākas virsmas apstrādes tehnoloģijas. Piemēram, kompozītmateriāla pārklājumam, kas sagatavots uz titāna sakausējuma virsmas, apvienojot mikroorcionālo oksidāciju ar lāzera apstrādes tehnoloģiju, ir lieliska izturība pret koroziju un nodiluma izturība. Turklāt var apvienot dažādas virsmas apstrādes tehnoloģijas, piemēram, sol-gel tehnoloģiju un elektroķīmisko nogulsnēšanās tehnoloģiju, lai veidotu daudzlīmeņu aizsardzības sistēmu, lai uzlabotu titāna sakausējuma izturību pret koroziju.
Titāna sakausējuma izturība pret koroziju ir ievērojami uzlabojusies. Virsmas oksīda plēves, mikrokarcidācijas tehnoloģijas, virsmas modifikācijas un blīvējuma apstrādes, leģēšanas, superhidrofobiskās plēves un visaptverošās aizsardzības stratēģijas un citu līdzekļu kopuma izmantošana uz titāna sakausējuma virsmas veido daudzlīmeņu aizsardzības sistēmu. Šo tehnoloģiju piemērošana ir padarījusi titāna sakausējumu, ko plaši izmanto kosmiskajā, jūras inženierijā, medicīnas un citās jomās, un tā ir nodrošinājusi spēcīgu garantiju tās ilgtermiņa stabilai darbībai.
