铝合金表面钛_锆转化膜的着色及性能优化_正交实验结果与讨论_42

钛合金材料的表面改性与氧化膜研究钛合金作为一种广泛应用于航空、航天、汽车和医疗等领域的重要材料，其优异的性能一直受到研究人员的关注。

然而，钛合金材料在一些特定环境下存在着缺陷，如易氧化、低摩擦系数和抗磨损能力较差等问题。

为了改善钛合金材料的性能，人们着重研究了钛合金表面的改性与氧化膜形成机制。

在钛合金材料的表面改性中，一种常用的方法是通过物理和化学手段改变钛合金表面的形貌和化学组成。

物理上，可以利用机械研磨、喷丸和抛光等方法，消除钛合金表面的污染和缺陷，从而获得更加光滑和均匀的表面。

化学上，可以利用酸洗、溶液腐蚀和离子注入等方法改变表面的化学活性和氧化性能。

这些表面处理手段不仅可以提高钛合金的耐腐蚀性能，还可以提高其附着力和磨损抗力。

与表面改性相伴随的是钛合金材料表面的氧化膜研究。

由于钛合金材料的易氧化性，它们会在空气中迅速形成一层致密的氧化膜。

虽然这层氧化膜可以一定程度上保护钛合金材料免受进一步氧化和腐蚀的侵蚀，但容易造成颜色深浅不一的问题。

因此，人们尝试改变氧化膜的性质和颜色，以提升钛合金材料的外观质量。

目前，研究人员已经发现了许多影响氧化膜形成和性质的因素，如合金成分、制备方法和热处理条件等。

合金成分对氧化膜的形貌和化学组成有着重要影响。

例如，添加铝、铬等元素可以显著改善氧化膜的质量和性能。

制备方法也是关键因素之一，不同的制备方法会产生不同形貌和厚度的氧化膜。

热处理条件直接影响氧化膜的结构和性质。

控制热处理温度和时间可以实现对氧化膜的定制。

除了以上因素，研究人员还发现，表面形貌和微观结构对氧化膜的生成和性质有着重要影响。

例如，通过纳米表面处理，可以生成纳米级别的结构，提高氧化膜的抗蚀性能和紧密性。

同时，微观结构可以调控氧化膜的厚度和颜色，使其具有更好的视觉效果。

通过精细控制表面处理方法，人们可以有效改善钛合金材料的氧化膜性能，延长其使用寿命。

总的来说，钛合金材料的表面改性与氧化膜研究是一门复杂而具有挑战性的学科。

２０１９( Ｖｏｌ.４１) Ｎｏ.１
程鹏ꎬ等:基于正交试验的铝合金覆盖件模面优化
������ ９７ ������
献[５] 中采用 ＤＹＮＡＦＯＲＭ 软件研究了 ３ 种典型的 各向异性屈服准则 Ｈｉｌｌ４８ꎬＢａｒｌａｔ８９ 和 ＹＬＤ２０００ － ２ｄ 对成形 模 拟 结 果 的 影 响ꎬ 并 通 过 试 验 对 比 得 出 ＹＬＤ２０００－２ｄ 屈服准则的模拟结果与试验结果吻合 最好ꎬ数值模拟的精度最高ꎮ 文献[ ６] 中基于正交 试验对 ７０７５ 铝合金热成形ꎬ利用 ＬＳ￣ＤＹＮＡ 进行成 形工艺参数的优化ꎬ获得一组成形结果最优的工艺 参数ꎮ 本文中采用 Ｄｙｎａｆｏｒｍ 有限元软件研究分析 了成形模面结构参数对 ＡＡ６０１４ －Ｔ４ 铝合金汽车发 动机舱盖(下简称机舱盖) 成形结果的影响ꎬ并基于 正交试验设计进行模面结构的优化ꎬ最后通过产品 的成形试验进行对比分析ꎬ得到最优的模面结构ꎬ为 模具的设计制造提供一定的理论依据ꎮ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ: ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙꎻ ｂｏｎｎｅｔꎻ ｓｔａｍｐｉห้องสมุดไป่ตู้ｇ ｆｏｒｍｉｎｇꎻ ｄｉｅ ｆａｃｅꎻ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
前言
汽车车身板件冲压成形工序中最重要的是模面 的开发设计ꎬ国外大部分汽车模具公司ꎬ在汽车车身 板件成形开发中模面设计优化占整个产品开发周期 的 １ / ３ꎬ主要是因为优化后的模面可为企业减少模 具反复加工的频率和调试时间ꎬ从而为企业的产品
３������ Ｃｈｉｎａ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ Ｃｈｉｎａ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙꎬ Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４４

铝的阳极氧化和着色--.作者:日期:铝的阳极氧化和着色-添加剂甘油对氧化膜性能的影响摘要电解质种类、电流密度、通电时间、温度以及添加剂等因素对氧化铝多孔膜 的形成过程有显著影响。

在电解液中加入甘油作为添加剂 ，不但可以增加阳极氧 化形成的多孔膜的厚度，而且有利于增强氧化膜的韧性。

本文在固定其它因素为 文献最优值的情况下，探究甘油用量对铝的阳极氧化的影响。

采用高纯铝作阳极， 铅网作为阴极，在硫酸溶液中进行恒压阳极氧化，以铝片的着色效果、耐腐性、膜 厚测定为表征手段。

结果发现，表明添加一定量的甘油能增强氧化膜的性能，但 添加量多了反而会减低氧化膜性能。

量的变化程度有待近一步探究。

关键词：氧化铝多孔膜 阳极氧化的防护作用。

但该层氧化膜孔隙率大，机械强度低，抗蚀和耐磨性都不能满足防腐蚀要求，从而真正地保护铝基体。

对于氧化膜不同的性能方面随甘油添加剂用有机添加剂甘油A bstra ctThe propertie s o f al u mina mem b r a ne a re af f ecte d by m any factor s , in c ludi ng the ki nd of elect r o ly t e , cur r e n t d en sit y ， p o we r o n time, temp e r a tu r e, add i tiv e and so on . Gly ce rol add e d as an ad dit iv e ， which can not o nl y i nc r e a se the ickness of a l umi n a me mb ra n e, but also e n hancing the toug h n e ss l u m i n a m embra ne. Thi s p ap er d iscus se s the inf l uenc ewas t h of a glyc e ro l additi o n on the anodi c ox i dation ofalu m in i um, based ono th erfacto rs un der t he con d iti on of op t i m alvalue. We S el e c t theh ig h p ur e alumi num as anode a ndl ead net as t h e c a thoAta n a dd in g a ce r ta i n a m ou n t of gl y ce rol can en hanc e tpr o p erties of alu min a m e m bra n e, b ut ad d ing t he proper ti Keywo r d s: addit ive 1研究进展铝对氧具有较强的化学亲和力，表面极易生成一层极薄的氧化膜 e s of it.a l umina m embra n e an odi c g ly cerolm ore c an oxidat i on reduc eorgan i c,起到一定随着铝制品工业的不断完善发展，人们开始采用各种方法以达到工艺上的要求，阳极氧化法就是其中最为常用的一种。

科学论坛幸福生活指南 2019年第31期183幸福生活指南油墨专用钛白粉锆铝复合包膜的工艺研究何跃安南京钛白化工有限责任公司 江苏 南京 210000摘 要：讨论钛白粉的实际应用效果，优化包膜工艺方式，钛白粉化学稳定性优势，在应用期间针对钛白粉自身具备的属性，考虑日照辐射对制备造成的影响，所以致使钛白粉因透光能力强，并具备着色力度大的优势，所以在油墨印刷工作领域有着其他材料无法比拟的优势。

与此同时，应该考虑其在应用中的特殊情况，需要逐步根据工作需要，完善太白粉在耐腐蚀方面的表现，利用金属离子氧化的方式，进行钛白粉表面包裹作业，这样可以大幅度地弥补水墨自身存在的不足，在镐铝包膜方面还需要进一步优化包装工艺内容，明确钛白粉在使用时的剂量，定位包模制作标准，通过透视电位等工作，从而提升材料综合应用效果。

关键词：钛白粉；油墨；高铝包膜；研究油墨频繁的应用在印刷领域中，如果不能合理的优化包膜工艺，会因为印刷油墨材料降低印刷作业效果，还会对我国环境造成严重的污染，在节能环保为时代主题的背景下，需要根据我国环境保护要求开展各项工作，同时应该进一步创新节能型材料，将其应用在印刷生产中，并根据印刷生产工作需要，调整油墨各项成分参数，降低有毒材料的挥发性，并需要提升油墨材料抗燃能力，按照我国环境保护法律条文，明确当前阶段印刷工作需要关注的重点，并结合环境保护条例，加大对印刷材料生产调配的研究力度。

一、油墨的概述我国使用的油墨材料中钛白粉为其主要成分，其物理特性呈现出白色粉末状态是一种多晶物质，在印刷油墨材料中具有不可替代的作用，通过塑料制作涂料集成，调整涂料占比。

在油墨行业发展过程中，需要了解钛白粉在其中起到的作用，与此同时应该根据我国环境保护需要，调整油墨比例，分配相关材料分量配重，数额，并根据实验研究数据，逐步调整油墨比例份量，明确油墨用量标准，优化钛白粉配比，同时还应该确定产品原料改变工艺制作模式，通过遮盖等操作，优化油墨物理性能，并改变材料制作方式，解决其在化学性能方面的弊端。

定 、 孔性 的 。与基 体相 比， 微硬 度 和耐 腐蚀性 能 有显 著提 高 ， 多 显 满足 了武 器 装 备 中钛 合 金 附 件 表 面 改 性
处理 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ要 求 。
关 键 词 ： ４钛 合 金 ； 极 氧 化 ； 色 转 化 膜 ；耐 腐 蚀 性 能 ＴＣ 阳 黑
中 图分 类 号 ： Ｇ １ ４ ４ ３ Ｔ ７ ． ５
文献标 志码 ： Ａ
Ｐｒ ｐａ ａ ｉ ｎ ａ ｄ Ｐｒ ｐ ｒ ｉｓｏ ａ ｋ Ｃｏ ｖ ｒ ｉ ｎ Ｃｏ ｔｎ ｓｏ ｈ ｕ ｆ ｃ ｆ ＴＣ４ Ｔｉａ ｉ ｍ ｌｏ ｅ ｒ ｔｏ ｎ ｏ ｅ ｔｅ ｆ Ｂｌ ｃ ｎ ｅ ｓｏ ａ ｉ ｇ ｎ ｔ ｅ Ｓ ｒ ａ ｅｏ ｔ ｎ ｕ Ａ ｌｙ
ｍ ｉｒ ｃ ｙ Ｔｈｅ ｈａ ｄｎ ｓ ｎ ｃ ｒ ｉ － ｅ ｉｔ ｎｃ ｆ ｔ ｃ ｖｅ ｓｏｎ ｃ ａ ｉ ｅ ｅ ｅ ａ ｕ ｔ ｄ． Ｉ ｃ ｏｓ ｏｐ ． ｒ ｅ ｓ ａ ｄ ｏｒ ｏｓｏｎ ｒ ｓｓ ａ ｅ ｏ ｈｅ ｏｎ ｒ ｉ ｏ ｔｎｇ ｗ ｒ ｖ ｌ ａ ｅ ｔ ｗａｓ ｆ ｕｎｄ ｈ ｈｅ ｌ ｃ ｏ ｔ ａｔｔ ｂ ａ ｋ ｃ ｖ ｒ ｉ ｎ ｃ ｔｎｇ ｏ ｈｅ ｓ ｆｃ Ｃ４ ｔｔ ｎｉ ｌｏｙ ｓ ｂｓ ｒ ｔ ａ ｆ ｍ ， ｔ ｂｌ ， ｎ ｒ ｓ ｏｎ ｅ ｓｏ ｏａ ｉ ｎ ｔ ｕｒａ ｅ ｏｆＴ ｉａ ｕｍ ａ ｌ ｕ ｔａ ｅ ｗ ｓｕｎｉｏｒ ｓａ ｅ ａ ｄ ｐｏ ｏｕ ．Ｃｏｍ ｐ ｒ ｄ ｗ ｉｈ ＴＣ４ ｔｔ— ａ ｅ ｔ ｉａ ｎｉ ｕｍ ｌｏ ｕｂｓ ｒ ｔ ａｌ ｙ ｓ ｔ ａ ｅ，ｔ ｅ ｍ ｉｒ — ｒ ｈ ｃ ｏ ｈａ ｄｎｅ ｓ ａ ｏｒｏｓｏ ｒ ｓ ｓａｎ ｅ ｈａ ｅ ａ ｒ ｍ ａ ｋ ｂｌ ｎｃ ｅ ｓ ａ ａ ｍ ｅ ｔｔ ｍａｎ ｆ ｓ ｎｄ ｃ ｒ ｉｎ— ｅ ｉ ｔ ｃ ｖ ｅ ｒ ａ ｅ ｉ ｒ ａ ｅ， ｎｄ ｃ ｎ ｅ ｈｅ ｄｅ ｄｓ ｏ ｓ ｆ ｃ ｏ ｆｃ ｔｏｎ ｏｆｔ ｕｒａ ｅ ｍ ｄｉｉａ ｉ ｈｅ ＴＣ４ ｔｔ ｎ ｕ ｌｏｙ ｆ ｅ ｐ ｓ ｅ ｉ ｍ ｅ ． ｉａ ｉ ｍ ａ ｌ ｏｒｗ ａ ｏｎ ｑｕ ｐ ｎｔ Ｋｅ ｒ ｓ： ｙ ｗｏ ｄ ＴＣ４ ｉａ ｕｍ ｌｏ Ａ ｎ ｔｔ ｎｉ ａｌ ｙ， ｏｄｉｉｇ， ａ ｋ ｃ ｎｖ ｒ ｉｎ ｃ ａ ｉ ｚｎ Ｂｌｃ ｏ ｅ ｓｏ ｏ ｔｎｇ， ｒ ｏ ｉ — ｅ ｉｔ ｎｃ Ｃｏ ｒ ｓｏｎ ｒ ｓｓ ａ ｅ

3 6 Vol.42 No.11 Nov.2009
M aterialsProtection
铝合金表面黑色化学转化工艺及膜层耐蚀性能
王爱荣 1 , 陶建中1 , 马春全2 (1.河南科技学院化学化工学院 , 河南 新乡 453003;2.国营第七六零厂 , 河南 新乡 453059)
[摘 要 ] 采用化学氧化着黑色法制备了铝合金化学转化膜 , 用点滴 、浸泡试验及电化学极化曲线评价 了膜的耐蚀性能 , 利用扫描电子显微镜 (SEM)、能量散射谱 (EDS)观察了化学转化膜的表面形貌 , 测定了其元 素组成 。 结果表明 :转化膜具有较高的耐蚀性和美观的黑色外表 , 主要由铝 、钴和锰的各种氧化物组成 。
[ 6 ] GarberJD.Modelingcorrosionratesinnon-annulargas condensatewellscontaining CO2 [ A] . Corrosion 1998 [ C] .Houston:NACE, 1998:53.
[ 7 ] 刘 伟 , 陈新房 .油对常用水稳剂缓蚀阻垢和分散性能 的影响 [ J] .工业水处理 , 2006, 26(12):48 ～ 50. [ 编辑 :王 宇 ]
的 教 学 和 研 究 工 作 , 电 话 :13653909782, E-mail:wair@
基材经常规化学除油水洗后 , 进行碱蚀处理 , 进一 步除去制品表面的污物 , 并活化基体 , 以利于黑化反应 的进 行 。 碱 蚀 条件 :50 ～ 60 g/LNaOH, 30 ～ 55 g/L Al3+ , 温度 50 ～ 60 ℃, 时间 1 ～ 3 min。此后进行出光处 理 , 除去碱蚀后在基体表面产生的灰黑色浮灰 , 提高表 面的平滑度和光泽度[ 6] 。 出光条件 :1 L浓 HNO3 , 1 L H2 O, 60 mLHF, 室温 , 时间 30 ～ 60 s。

１．２步骤与方法
本实验采用电解着色法，铝合金电解着色法 是将被着色试样置于适当的电解液中，被着色试 样作为阴极，当电流通过时，金属微粒、金属氧化 物及金属微粒与金属氧化物混合体，便会电解沉
积于阴极金属的表面ＨＪ．电解着色装置如图１
纯度 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯
硫酸铵 硼酸
收稿日期：２０１６－０７—１１ 基金项目：吉林化工学院校级项目（２０１３９８） 作者简介：吕雪飞（１９７５一），女，吉林德惠人，吉林化工学院副教授，主要从事热力设备腐蚀与防护方面的研究
１７７
文献标志码：Ａ
ＤＯＩ：１０．１６０３９／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ２２—１２４９．２０１６．０９．００９
铝及合金是自然界分布最广的金属之一，以 其质轻、塑性高、导热性能与耐蚀性好、氧化腐蚀 产物无毒、无污染等性能，被广泛应用于电子、航
空、化及日常生活等领域．
目前铝合金阳极氧化电解着色的发展趋势是 红、黄、绿等真色系的电解着色，复合金属电解着 色是未来重要的发展方向． 本文通过查阅文献资料，研究了一种以Ｃｕ 盐、亚硒酸盐为主盐的黄色系电解着色液配方， Ｃｕ２＋使颜色更鲜艳，黄色加深．通过正交试验，对 着色剂进行了优化，考察了电解着色温度、时间、 电压等条件对着色膜外观颜色和性能的影响．
表３阳极氧化正交试验的因素与水平 ，ｋ平 小‘ 硫酸溶液 氧化温度氧化时间氧化电压 ／℃ ／ｍｉｎ ／Ｖ 浓度／（ｇ・Ｌ。１）
图１
电解着色装置
１．２．１工艺流程
机械准备一除油＿÷水洗＿÷浸蚀（化学抛光） －＋水洗＿阳极氧化＿水洗＿着色＿水洗－÷封孔－÷ 水洗＿烘干＿检测及性能试验
１．２．２表面预处理
ＬＶ Ｘｕｅ．ｆｅｉ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ
ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ＆Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｊｉｌｉｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｊｉｌｉｎ Ｃｉｔｙ

2024铝合金阳极氧化膜性能探讨铝的表面处理技术中阳极氧化是应用最广又环保的技术，能显著改善铝合金的外观和表面抗氧化、锈蚀等性能。

本文对2024铝合金在氧化电压阳极氧化处理后的研究结果进行探讨，主要表现为膜厚、硬度等随氧化电压改变而改变。

标签：铝合金；阳极氧化；表面形貌；硬度；耐蚀性0前言为满足现代生活和工业特别是电力系统广泛采用铝合金作为导体长期应用于户外的要求，对铝合金进行表面处理成为扩大其应用范围的关键。

目前孔径在10～300mm之间的多孔材料被运用到各个领域中，铝合金阳极氧化已经成为制备这种材料的方法之一。

阳极氧化制备铝合金多孔膜通常是在电解液中进行，可采用硫酸、草酸或磷酸等电解液。

本文以2024铝合金为基体，以硫酸为电解液，氧化电压控制在5～22V之间，制备阳极氧化膜。

并且研究了其表面形貌和性能的变化。

1实验1.1阳极氧化膜的制备以2024铝合金为阳极，将其剪裁成20mm×60mm×0.5mm的基片，铝片一面用透明胶带黏牢；阴极为40mm×70mm×0.5mm的工业纯铝。

阳极氧化前的预处理方法：①将剪裁好的铝片置于P3 Almeco 36溶液（65 ℃，30g/L）中浸泡10min，以除去表面的油污；②用蒸馏水冲洗干净后，置于TURCO Aluminetch 2溶液（60℃，40g/L）中浸泡2min，生成黑色的氧化薄膜；③用蒸馏水清洗表面后，置于TURCO Liquid Smut Go NC溶液（50℃，190mL/L）中浸洗10min，蒸馏水洗净，待铝合金表面的水膜连续后方可进行阳极氧化。

阳极氧化方法：将预处理后的铝片作为阳极，工业纯铝作为阴极；电解质为160g/L的浓硫酸和100g/L的有机酸S；氧化电压分别为5，14，16，18，20，22V。

1.2测试分析采用配有能谱（EDS）的HITACHI S-4700型扫描电子显微镜（SEM）观察阳极氧化膜的表面形貌并分析其成分。

表面技术第53卷第4期杂质镓对纯铝表面锆钛转化膜的组织及耐腐蚀性能的影响辛延琛，王友彬*，陈志文，冯济强，高峰，汤宏群（广西大学 a.资源环境与材料学院 b.省部共建特色金属材料与组合结构全寿命安全国家重点实验室，南宁 530004）摘要：目的探究杂质镓对纯铝锆钛转化膜的生长规律和防护性能的影响。

方法采用扫描电化学显微镜（SECM）技术表征了含镓纯铝表面锆钛转化膜在3.5%（质量分数）NaCl溶液中局部腐蚀的演变过程，结合X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电镜（SEM）等技术分析了镓对纯铝锆钛转化膜的组织及成分的影响规律，采用开路电位法（OCP）、电化学阻抗技术（EIS）以及极化曲线（Tafel）等探究了杂质镓对纯铝表面转化膜的生长和耐腐蚀性能的影响规律。

结果锆钛转化膜主要由冰晶石Na3AlF6、氧化物（如TiO2、ZrO2、Al2O3）和有机金属络合物组成；杂质镓的添加会抑制铝表面转化膜的生长，破坏膜层的完整性。

随镓含量（质量分数）从0%增大到0.5%，锆钛转化膜阻抗值从4.75×104Ω·cm2不断减小到2.49×103Ω·cm2，自腐蚀电流密度由0.45 μA增加到13.4 μA，腐蚀电位从−0.485 V降低到−0.890 V，耐腐蚀性能逐渐降低。

在锆钛转换膜的SECM微区腐蚀演变过程中，膜层自修复行为会降低膜层的被腐蚀倾向，但富集在表面的镓会抑制自修复膜层的形成，导致基体被严重腐蚀。

结论铝中的杂质镓能够直接影响锆钛膜的完整性，降低对铝基体的保护，导致了铝基体局部腐蚀溶解的发生。

关键词：杂质镓；锆钛转化膜；局部腐蚀；扫描电化学显微镜；微区电化学中图分类号：TG178文献标志码：A 文章编号：1001-3660(2024)04-0046-12DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2024.04.004Effect of Impurity Ga on the Microstructure and Corrosion Resistance of Zirconium Titanium Conversion Coating on Pure AlXIN Yanchen, WANG Youbin*, CHEN Zhiwen, FENG Jiqiang, GAO Feng, TANG Hongqun(a. School of Resources, Environment and Materials, b. State Key Laboratory of Featured Metal Materials andLife-cycle Safety for Composite Structures, Guangxi University, Nanning 530004, China)ABSTRACT: Al alloys are widely used in many applications such as aerospace, rail transit, automobile, and power electronics industry due to the advantage of low density, high strength, and good formability. However, Al alloys are easily corroded in the solution containing Cl− ions, which causes local corrosion, such as pitting corrosion and intergranular corrosion, resulting in the decrease of service life. To improve the corrosion resistance of Al alloys, zirconium titanium (Zr/Ti) conversion coating is收稿日期：2022-12-24；修订日期：2023-05-18Received：2022-12-24；Revised：2023-05-18基金项目：广西自然科学基金面上项目（2021GXNSFAA196046）；国家自然科学基金（11975082）Fund：Guangxi Natural Science Foundation (2021GXNSFAA196046); National Natural Science Foundation of China (11975082)引文格式：辛延琛, 王友彬, 陈志文, 等. 杂质镓对纯铝表面锆钛转化膜的组织及耐腐蚀性能的影响[J]. 表面技术, 2024, 53(4): 46-57. XIN Yanchen, WANG Youbin, CHEN Zhiwen, et al. Effect of Impurity Ga on the Microstructure and Corrosion Resistance of Zirconium Titanium Conversion Coating on Pure Al[J]. Surface Technology, 2024, 53(4): 46-57.*通信作者（Corresponding author）第53卷第4期辛延琛，等：杂质镓对纯铝表面锆钛转化膜的组织及耐腐蚀性能的影响·47·usually prepared to protect the Al substrate. Ga is the one of the main impurity elements in Al alloy, and can enhance the electrochemical activity of Al alloy in the corrosive medium, which makes it challenging to generate natural dense oxide film on the surface of Al alloys and significantly reduces the corrosion resistance of the Al alloy. During the preparation process of Zr/Ti conversion coating, Ga dissolved from the Al substrate can be enriched on the surface, which is a hidden danger to the protective performance of the Zr/Ti conversion coating. At present, there is little research on the adverse effect of Ga on the Zr/Ti conversion coating, which needs further exploration. The work aims to explore the effect of impurity Ga on the growth and protective properties of the Zr/Ti conversion coating. The evolution of local corrosion of Zi/Ti conversion coating on pure Al containing gallium in 3.5wt.% NaCl solution was characterized by scanning electrochemical microscope (SECM). The effect of impurity Ga on composition of coating was investigated by X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), scanning electron microscopy (SEM), and scanning electron microscopy (EDS). The growth of the Zr/Ti conversion coating on Pure Al was studied by open circuit potential (OCP), and the electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and polarization curve (Tafel) were used to investigate the variation of corrosion resistance of conversion coating on pure Al with Ga content.The Zi/Ti conversion coating was mainly composed of Na3AlF6 and organic metal complexes, in addition to oxides such as TiO2, ZrO2, and Al2O3. The impurity Ga could inhibit the growth of the Zr/Ti coating, and reduce the integrity of the Zr/Ti coating. The corrosion resistance of the Zr/Ti conversion coating significantly decreased with the increase of Ga content from 0% to 0.5%, the electrochemical impedance of the Zr/Ti conversion coating decreased from 4.75×104 kΩ to 2.49×103 kΩ, the corrosion current density of coating increased from 0.45 μA to 13.4 μA, and the corrosion potential decreased from −0.485 V to −0.890 V. During the evolution of SECM micro-zone corrosion of the Zr/Ti conversion coatings, the self-healing behavior of the coatings could reduce the corrosion tendency. However, Ga enriched on the resurface could inhibit the formation of self-repairing film, leading to severe corrosion of the Al substrate. Therefore, the impurity Ga in Al can directly affect the integrity of the Zr/Ti coating, and reduce the protection of the Al substrate, leading to the occurrence of localized corrosion and dissolution of the Al substrate.KEY WORDS: impurity Ga; zirconium titanium conversion coating; localized corrosion; scanning electrochemical microscope (SECM); localized electrochemistry铝合金因其比强度高、耐蚀性及成形性好等优势，被广泛应用于交通运输、船舶、航空航天等领域。

tc4钛合金阳极氧化着色膜显色规律探讨TC4钛合金是一种常用的钛合金，阳极氧化是一种常见的表面处理方法，可用于增强钛合金的表面性能和美观度。

阳极氧化后的着色膜可以使钛合金表面呈现出不同的颜色，这种着色现象是由于氧化膜的厚度和结构变化导致的光学效应。

对于TC4钛合金的阳极氧化着色膜显色规律的探讨，主要涉及以下几个方面：
阳极氧化工艺参数：包括电解液成分、电解液浓度、电解液温度、电解时间等参数，这些参数对氧化膜的厚度和结构有重要影响，进而影响着色效果。

氧化膜的厚度和结构：氧化膜的厚度和结构会影响着色膜的颜色和光学效应。

一般来说，不同厚度的氧化膜会呈现出不同的颜色，而氧化膜的孔隙结构也会影响光的折射和散射，从而影响着色效果。

金属离子掺杂：在阳极氧化过程中，有时会向电解液中加入一些金属盐类，如镁盐、锰盐等，以控制氧化膜的颜色。

金属离子的掺杂可以改变氧化膜的光学性质，从而影响着色效果。

后处理工艺：阳极氧化后的着色膜可能需要进行后处理，如封孔、染色、封闭等，以增强其耐蚀性和耐磨性，并进一步调节其颜色和光学效果。

综合考虑以上因素，可以探讨TC4钛合金阳极氧化着色膜的显色规律。

在实际应用中，通常需要通过实验和观察来确定最佳的阳极氧化工艺参数和后处理工艺，以获得所需的着色效果。

1。

铝的阳极氧化和表面着色——甘油对氧化膜性能的影响学生姓名学号专业实验时间年月日指导老师目录摘要 (1)关键词 (1)1.研究进展 (1)2.实验部分 (3)2.1实验原理 (3)2.1.1铝的阳极氧化 (3)2.1.2铝氧化膜的着色 (3)2.1.3氧化膜的封闭处理 (3)2.2实验方案设计 (4)2.2.1探讨因素 (4)2.2.2表征手段 (4)2.2.3所需仪器药品 (5)2.3实验步骤 (5)2.3.1铝片的裁剪 (5)2.3.2铝片的清洗 (5)2.3.3铝片的阳极氧化 (6)2.3.4氧化膜着色和封闭 (6)2.3.5质量检验比较 (6)3结果与讨论 (7)3.1实验结果 (7)3.1.1着色情况 (7)3.1.2耐腐蚀性 (7)3.1.3氧化膜厚度 (8)3.2讨论 (8)3.2.1着色效果分析 (8)3.2.2耐腐蚀性 (9)3.2.3膜厚度 (9)4结论 (10)参考文献 (11)摘要本实验采用直流阳极氧化技术在铝表面生成阳极氧化膜，并探讨了在阳极氧化过程中甘油对铝氧化膜性能的影响，通过染色效果、耐腐蚀性、氧化膜厚度、绝缘性来评价氧化膜的质量。

关键词铝的阳极氧化氧化膜甘油1.研究进展铝及铝合金具有密度小，比强度高，导电和导热性好，成型容易，无低温脆性等优点，是一种综合性能优良的轻金属材料。

目前，铝材在航空航天工业及建筑材料、交通工具、电子产品等领域中得到了广泛的应用。

金属铝在大气中其表面总是被一层透明的氧化膜所覆盖，但是天然的铝氧化膜极薄且孔隙率大，机械强度低，抗蚀和耐磨性都不能满足防腐需要。

利用电化学方法，可使铝（或铝合金）表面生成致密的优质氧化膜，且膜较厚，其厚度可达几十至几百微米，能有效地提高铝的耐腐蚀性。

另外，由于所形成的氧化膜存在均匀的孔隙，故可用有机染料进行染色处理，经封密后色泽稳定，使铝材的应用更加广泛。

这种使铝表面氧化的电化学工艺称为铝的阳极氧化。

根据氧化膜用途可以在阳极氧化的同时，再进行其它工艺得到相应的氧化膜，如：防护性氧化膜；防护-装饰性氧化膜（氧化后再着色）；功能性氧化膜如硬质氧化膜；自润滑氧化膜；导电氧化膜；绝缘氧化膜、磁性氧化膜、光吸收氧化膜、催化膜等。