【摘 要】
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钛阳极氧化是指将钛金属置于电解液中作为阳极，通过电化学氧化在其表面形成一层以TiO2为主要成分的陶瓷膜层.该陶瓷膜层的形成使钛金属具有了优良的耐磨、耐蚀和生物相容性，从而在石油化工、航空航天和生物医学等诸多领域获得高度关注.但是，人们对于钛阳极氧化陶瓷膜层在苛刻服役条件下的结构和性能稳定性尚不了解.为此，结合钛阳极氧化陶瓷膜层在深海石油开采领域的应用背景，本研究调查了该膜层在水热环境下结构与性能的
【机 构】
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燕山大学,机械工程学院,河北秦皇岛,066004
【出 处】
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第十一届全国表面工程大会暨第八届全国青年表面工程学术会议
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钛阳极氧化是指将钛金属置于电解液中作为阳极，通过电化学氧化在其表面形成一层以TiO2为主要成分的陶瓷膜层.该陶瓷膜层的形成使钛金属具有了优良的耐磨、耐蚀和生物相容性，从而在石油化工、航空航天和生物医学等诸多领域获得高度关注.但是，人们对于钛阳极氧化陶瓷膜层在苛刻服役条件下的结构和性能稳定性尚不了解.为此，结合钛阳极氧化陶瓷膜层在深海石油开采领域的应用背景，本研究调查了该膜层在水热环境下结构与性能的演变行为.研究中首先在钛金属表面制备了致密的阳极氧化陶瓷膜层，而后将该膜层暴露于160℃的水热环境中24小时.研究结果表明，制备态阳极氧化陶瓷膜表面光滑致密，呈现非晶态结构.当该陶瓷膜在水蒸汽环境中暴露24小时之后，大量球状纳米晶在膜层表面形成；当陶瓷膜在海水环境中暴露24小时之后，大量杆状纳米晶在膜层表面形成.XRD测试分析表明，钛阳极氧化陶瓷膜在上述水热环境中发生了显著的相转变，表面生成了锐钛矿晶体.陶瓷膜层及其钛基体的性能测试表明，在上述水热环境中暴露之后，膜层的界面结合强度和断裂韧度以及钛基体的耐腐蚀性能明显下降.该研究增进了人们对于钛阳极氧化陶瓷膜层在苛刻服役条件下结构与性能演变行为的认识和理解，为该膜层在深海石油开采领域的合理应用提供了科学依据.
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