TC4合金阳极氧化着色工艺研究

摘要

本文使用阳极氧化工艺完成钛合金的彩色着色、黑色着色两方面实验内容。钛合金彩色实验采用稀磷酸作为阳极氧化过程的电解液，通过调节氧化电压获得不同颜色的氧化膜。钛合金黑色着色实验使用三价铬电解液和无铬电解液完成。
　　钛合金阳极氧化实验采用浓度为0.1mol/L的H3PO4作为的电解液，使用不同的氧化电压可获得数种颜色多彩、色泽鲜艳的氧化膜。
　　传统的钛合金黑色着色实验是在重铬酸盐作为阳极氧化电解液的主盐，但重铬酸盐具有很强的致癌性，实验中使用两种其他盐类代替重铬酸盐制定两种实验方案。三价铬黑色阳极氧化实验条件为氧化电压15v、氧化时间30min、氯化铬20g/L、硫酸锰15g/L、硫酸铵15g/L时所得膜层的颜色为石墨黑色），无铬黑色阳极氧化实验条件为促黑剂浓度16g/L，导电剂浓度16g/L，氧化电压9V，氧化时间20min所获得的膜层颜色为灰黑色；利用扫描电镜、能谱仪等方法分析了膜层的组织形貌、锰元素变化情况，分析了黑色氧化膜显色机制和形成规律，氧化膜颜色与锰含量有很大关系，与氧化电压无关联；使用XPS分析了钛合金无铬黑色着色实验所得氧化膜组成元素的价态；通过划格实验和摩擦实验证明膜层的结合力良好。在无铬黑色着色实验中随着锰元素含量的增加，膜层的绝缘性产生剧烈变化，膜层的构成发生改变。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1钛及钛合金概述

1.2钛及钛合金的应用领域

1.3氧化膜组成结构

1.4钛合金表面处理

1.6钛合金彩色阳极氧化工艺

1.7钛合金及其他金属的发黑工艺

1.8课题的创新点

1.9选题背景、研究内容及设计思想

第2章 实验方法

2.1引言

2.1实验原料及设备

2.2实验方法

2.3钛合金彩色阳极氧化着色

2.4钛合金阳极氧化黑色着色

2.5 膜层的表征分析实验

2.6本章小结

第3章 钛合金彩色阳极氧化实验结果及讨论

3.1引言

3.2钛合金彩色阳极氧化实验结果

3.3钛合金彩色阳极氧化实验工艺讨论

3.4彩色钛合金显色原理

3.5本章小结

第4章 钛合金含铬黑色阳极氧化实验结果及讨论

4.1引言

4.2钛合金含铬黑色阳极氧化着色实验正交实验结果

4.3钛合金黑色膜的显色机理

4.4使用扫描电镜分析钛合金黑色着色的膜层

4.5划格实验

4.6本章小结

第5章 钛合金无铬黑色阳极氧化实验的结果及讨论

5.1引言

5.2钛合金无铬阳极氧化黑色着色实验正交实验结果

5.3氧化时间对试样颜色的影响

5.4氧化膜的表面形貌变化

5.5使用扫描电镜分析钛合金无铬黑色着色实验的膜层

5.6 XPS扫描分析氧化膜成分的化学状态

5.7氧化膜形成过程分析

5.8氧化膜形成规律的数学解

5.9膜层结合力测试实验

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和获得科研成果

致谢