钛阳极用途,电镀用钛阳极棒

钛合金的阳极氧化概况 

阳极氧化是钛及其合金常用的一种表面防护处理方法。钛的阳极氧化是指以电化学方式使阳极上生成氧，并与阳极钛表面进行反应形成氧化膜的方法。最近研究表明包括铝、镁、钛、钽、钒、铌和锆等在内的许多金属及其合金都能进行阳极氧化处理生成保护膜，但以商业规模利用阳极氧化技术的只有铝、镁、钛及其合金。 就世界范围来说，对于钛阳极氧化技术的研究，欧美发达国家、日本和中国等国家研究的比较早。七十年代末，加拿大的“钛和钛合金的阳极化”，已列为国家标准并在西方国家中推广应用。日本从 1954 年就开始研究钛的阳极氧化技术。在八十年代初期，美国的 E.J.Kelly[24]就在《电化学的现代研究方向》一书中讲述钛 20 世纪的一些发展方向，其中包括钛的阳极氧化法可以改善钛的某些性能。1.

 钛合金的阳极氧化膜层特征 

研究表明，水溶液、有机溶剂和水/有机溶剂这三种体系均可以作为钛阳极氧化电解液，用非水溶液和熔盐电解时，钛阳极上生成的氧化膜比较薄，电阻值大、静电电容值高、漏泄电容值高、漏泄电流小，是一种高介电质氧化钛薄膜。而用水溶液电解时，得到的电化学沉积物容易聚集成较大的颗粒，形成多孔状氧化膜，且氧化物薄膜较厚，生成干涉性发色氧化膜。这种氧化膜主要起着装饰性和防蚀保护的作用，是目前在钛合金阳极氧化工艺研究中最常用的电解液配方体系。 

研究结果表明钛阳极氧化过程中，电解液的浓度和温度以及电流密度等因素对氧化钛薄膜的生长影响小，而外加电压才是影响氧化钛薄膜生长厚度的最主要的因素。钛阳极氧化形成的 TiO2 薄膜的厚度与槽电压成正比，而钛的发色色调则随着氧化钛薄膜厚度的不同而变化，于是得到了阳极氧化的槽电压与钛表面干涉色之间的关系。据此很容易通过调整槽电压来控制钛表面所生成的氧化膜的厚度，进而达到精细控制钛的发色色调，使钛表面按要求显现出黄、绿、青、粉红等各种色彩的目的。通过实验发现，阳极氧化后的氧化膜强度较高、化学稳定性好、有较高的装饰价值，且对细胞无毒副作用，可加强上皮细胞的黏附，能很好的维持种植体的颈缩的上皮封闭。V. E .Henricl 对钛的阳极氧化膜的形成方法及形成过程作了研究。还有学者进行阳极钛表面氧化膜成长机理和氧化膜结构方面的基础研究时发现，在钛阳极氧化过程中，当槽电压增大到 20 V 左右时有气体在电极上产生时，一旦切断电源，即使随后再接通电源，槽电压也不会回复到中断阳极氧化前的 20 V，而是在增高到 10V 左右即恒定不变。在这种情况下，尽管外加电压恒定，但通过控制电解槽的通电量仍然能够控制钛表面的色彩。从实用的观点来看，这种通过控制通电量调节钛表面颜色的方法有一大优点是，它所需要的电源电压比通常借助控制槽电压来控制钛的色彩的要低。

阳极氧化的作用

钛合金阳极氧化膜的用途主要有：膜层粘附性好，可以提高油漆及其它涂层的结合力；用于转动配合中耐磨、耐擦伤的表面；用于螺纹紧固件防粘滞；膜厚在0．2～4．0 tun之间时，用于在腐蚀气氛中防止渗氢，增加其耐蚀性；可以呈现各种颜色，是较理想的装饰层和保护层。

氧化层清除

钛合金零件表面氧化层的清除是阳极氧化前十分主要的步骤，可根据需要进行。在惰性气体或真空中加热的淡黄色氧化膜可不必清除，紫色、蓝色或灰色系列的氧化膜需要清除，形成氧化皮的零件除需要去除氧化皮外，还要清除一定深度的基体金属，以确保清除脆性a层。

薄氧化膜的清除，钛在含有氢氟酸的溶液中都不耐蚀，因此可以用含有氢氟酸的混和溶液去除薄的氧化膜。

厚氧化膜及氧化皮的清除

钛的厚氧化膜及氧化皮主要由不同氧化程度的钛金属氧化物组成，这些氧化物的化学稳定性超过钛基体本身的稳定性，而且在许多腐蚀性介质中实际上是不溶解的，因此去除这些氧化物比较困难。通常采用吹砂、碱崩进行预处理，然后酸液浸蚀的方法，综合处理清除氧化皮和脆性a层。吹砂(喷砂)是利用压缩空气将砂粒高速喷向零件，借助砂粒流的强大冲击力对零件表面进行处理的一种操作方法。碱崩是将零件浸入高温(450～470 oC)的氢氧化钠和硝酸钠熔融盐中，使零件受热后取出即浸入冷水中，这时钛氧化层便崩裂而脱落。由于大多数钛合金长期工作温度通常不超过400oC，所以碱崩的时间不宜太长。熔融盐具有氧化能力，可以用反应方程式表示如下：

Ti02+2NaOH(浓)—马Na2Ti03+2H20(3)

碱崩处理对有焊缝间隙或卷边的组合件不适用，有焊缝间隙或卷边的组合件可以借助反应方程式③用碱溶液在较低温度下进行较长时间的浸蚀处理，部分溶解和松动氧化层。