1) 了解钛合金在液相等离子体电解领域的研究现状;
2) 制备样品并设计实验装置,设定工艺参数并进行实验。
3) 在脉冲电压下在Ti-6Al-4V表面制备碳氮化复合钙磷的陶瓷性膜,并对陶瓷膜的物相组成、元素组成进行分析,除此之外测定其性能。分析处理数据并确定最佳工艺参数。
2 实验原理及方法
2。1 液相等离子体电解
2。1。1 液相等离子体电解技术原理
液相等离子体电解技术是以石墨作为阳极,被处理工件钛合金作为阴极。在工件上施加电压,从而在阴阳两极间产生电场。在其作用下,溶液中离子迁移到阴极发生化学反应,反应生产的物质沉积在工件表面上。当电压达到一定的值时,产生的电场很强,使工件表面的气膜或者预制膜被击穿,发生放电而产生微弧,微弧放电产生的等离子体生成局部的高温高压区域,阴极上的沉积层被烧结生成陶瓷涂层。沉积物的元素主要来自于电解质溶液,此表面处理方法不受工件材质的限制,所以改变电解质溶液的成分和调节过程中的电参数可以改变陶瓷涂层的组成成分,从而改善和修饰涂层的性能。文献综述
液相等离子体电解技术是在一般的水溶液电解过程中,当浸于水溶液中的阴阳两极上施加的电势之差超过水的氧化还原电势时,水蒸气会在阴阳发生氧化还原反应产生氢气和氧气。但是,当阴阳两个电极浸没在水溶液中的部分的表面积相差比较大,即两电极为非对称电极,如果此时两电极上施加的电势之差远远超过水的氧化还原电势,那么浸没在水溶液中部分面积较小的电极,其表面周围的气膜或表面上的预制膜就会被电场击穿,发生弧光放电而产生等离子体。
2。1。2 液相等离子体点解技术特点
液相等离子体电解技术一方面该技术利用等离子体弧光放电产生的瞬时高温高压作用在工件表面上,促进表面上的电化学反应和加速表面上的扩散过程;另一方面被处理的工件在电解系统中做阴极,会有反应物沉积在工件上,而且工件的周围都是电解质溶液,溶液的冷却作用使其整体处于常温下,但是局部微小的区域又可以产生瞬间的高温,从而在氧化物沉积的同时将其烧结成陶瓷相。