Захваљујући њиховој малој густини, високој специфичној чврстоћи, одличној биокомпатибилности и отпорности на временске услове,легуре титанијумапостали су основни структурни материјали у областима као што су ваздухопловство, војна опрема, медицински уређаји и врхунска{0}} цивилна производња. Међутим, легуре титанијума имају инхерентне недостатке, укључујући релативно ниску површинску тврдоћу, недовољну отпорност на хабање и подложност галванској корозији, што значајно ограничава њихову употребу под великим оптерећењима, трењем, корозијом морске воде и сложеним радним условима, чиме ограничава њихову широку индустријску примену.
Да би се решили ови недостаци у површинским својствима легура титанијума, индустрија широко користи процесе модификације површине како би побољшала њихове укупне перформансе. Међу њима, микро-микролучна оксидација (МАО)-нова плазма-електрохемијска технологија површинског третмана-може ин ситу да генерише густ керамички оксидни филм на површини подлоге од легуре титанијума, значајно побољшавајући отпорност материјала на хабање, отпорност на корозију, отпорност на корозију и топлотну изолацију. То је тренутно главни технолошки приступ за високо-површинско ојачање легура титанијума. У овом раду се систематски разматрају принципи технологије микро-оксидације, њене предности у процесу, механизми контроле перформанси, нови напредак у истраживању и изгледи за индустријску примену.
И. Принципи и кључне предности технологије микро{1}}арц оксидације
Микро{0}}оксидација је високо{1}}технологија модификације површине која је развијена конвенционалним елоксирањем. Овај процес проширује опсег електрохемијске оксидације на високо-опсег пражњења, узрокујући низ сложених физичко-хемијских промена-као што су варничко пражњење, микро-разбијање лука и плазма реакције- које се дешавају у металним обрадацима вентила (укључујући титанијум, магнезијум, електро-алуминијум) и електро-алуминијум. Кроз комбиноване ефекте електрохемије, термохемије и хемије плазме, густ керамички оксидни филм високе{8}}тврдоће који је металуршки везан за подлогу расте ин ситу на површини метала, постижући свеобухватно јачање својстава површине материјала.
(И) Четворостепени механизам формирања филма микро-лучне оксидације Процес формирања филма оксидације микро{2}}а за легуре титанијума може се поделити у четири узастопне фазе, од којих свака има различите карактеристике реакције и јасно дефинисане слојеве формирања филма:
Фаза 1: Пре-фаза искре. На почетку примене струје, велика количина кисеоника се ослобађа са површине радног предмета, формирајући гасни заптивни слој, а на површини се брзо формира униформни изолациони пасивациони филм. Густина струје брзо расте до врха пре него што опада, постављајући основу за накнадну реакцију распада.
Фаза 2: Фаза пражњења варницом. Како напон наставља да расте, слабе области површинског пасивационог филма су прве које се разбијају високим напоном, формирајући канал за пражњење плазме између електрода. На површини радног предмета појављују се бројне мале, лутајуће варнице. Тачке слома се мењају динамички и насумично, што доводи до почетног равномерног раста филма.
Фаза 3: Фаза реакције микро-а Како се реакција наставља, расуте варнице се постепено спајају у стабилне микро-лукове; интензитет пражњења се повећава, број лукова се смањује, а њихово кретање се убрзава. Дебљина филма и површински отпор настављају да се повећавају, густина струје се постепено стабилизује, а главна структура керамичког филма брзо добија облик. Фаза 4: Локализована фаза лука. У касним фазама реакције, број површинских лучних тачака се смањује, њихово кретање успорава, енергија пражњења постаје концентрисанија, а густина струје даље опада. Површина радног комада пролази кроз сложене процесе као што су бомбардовање плазмом, топљење и дифузија, високо{8}}синтеровање и фазни прелази очвршћавања, на крају формирајући керамички оксидни премаз са значајном дебљином, великом густином и изузетно јаком адхезијом.
(ИИ) Изванредне предности технологије микро{0}}арц оксидације
1. Изузетно јака адхезија: керамички премаз расте на лицу места на подлози, елиминишући ризик од љуштења или раслојавања; његова адхезија далеко надмашује ону код конвенционалних процеса као што су прскање и галванизација.
2. Прилагодљива својства премаза: Подешавањем формулације електролита, електричних параметара и трајања процеса, дебљина премаза, густина, тврдоћа и отпорност на корозију могу се прецизно контролисати како би се постигла прилагођена функционалност.
3. Без оштећења подлоге: Тренутна температура у зони пражњења микро{1}}а може достићи преко 2.000 степени. Висока локална температура плазме узрокује синтеровање керамичке фазе, али укупна температура радног комада остаје испод 300 степени, спречавајући омекшавање подлоге, деформацију и деградацију перформанси.
4. Снажна-способност наношења премаза у свим областима: Неограничено структуром радног комада, једноличан премаз се може постићи на сложеним деловима неправилног облика, унутрашњим шупљинама и угловима, без мртвих зона или изостанака премаза.
5. Једноставан и исплатив{1}}процес: Није потребно окружење-високе температуре или вакуума; кораци претходног третмана су једноставни; ток процеса је кратак; потрошња енергије је контролисана; а исплативост{3}}је изванредна.
6. Значајно побољшање укупних перформанси: Комбиновањем жилавости метала са високом тврдоћом и отпорношћу на корозију керамике, процес значајно побољшава укупне перформансе легуре титанијума, укључујући отпорност на хабање, отпорност на корозију, топлотну изолацију и електричну изолацију.
Искориштавање вишеструких предности у погледу перформанси-укључујући отпорност на хабање, отпорност на корозију, топлотну изолацију, електричну изолацију и биокомпатибилност-технологија модификације МАО легуре титанијума показала је широку перспективу примене у различитим областима и сценаријима. У сектору поморског инжењеринга, густи ТиО₂ керамички премази могу ефикасно да се одупру корозији у облику соли у морској води и галванској корозији, чинећи их погодним за сложене структурне компоненте бродова, цевне арматуре и прецизне делове поморске опреме, чиме значајно повећавају отпорност опреме на старење у морском окружењу. У сектору аутомобилске и индустријске опреме, МАО премази нуде одличне карактеристике термичке баријере, решавајући питања отпорности на љуштење и температурне разлике уобичајене у традиционалним термоизолационим премазима. Погодни су за-компоненте мотора са високом температуром и делове са тешким-трењем, повећавајући отпорност опреме на високе температуре, хабање и омогућавајући продужени радни век. У сектору текстилних машина, керамички премази високе{8}}тврдоће и ниског трења-значајно побољшавају отпорност на хабање-компоненти велике брзине. Погодни су за критичне делове{12}}склоне хабању као што су -чашице за предиво велике брзине и прецизни склопови жице за вођење, чиме се продужава радни век опреме. У секторима електронике и најквалитетније{15}опреме, премази од микро-оксидације микролука нуде одличну електромагнетну заштиту, отпорност на зрачење и заштиту од високо-енергетског зрачења. Могу се применити на врхунске{19}}електронске заштитне панеле и заштитне компоненте за прецизне инструменте, што их чини погодним за екстремне услове рада као што су високи напон, висока температура, велика брзина и интензивно зрачење. У области медицине, премази{21}модификовани биокомпатибилношћу могу да се користе на ортопедским имплантатима и медицинским инструментима од легура титанијума, ефикасно повећавајући отпорност на корозију и биокомпатибилност, са изузетном вредношћу клиничке примене.
Е-пошта:garychen3215@hotmail.com
Адреса: бр.35, Баоти Рд, град Баоји, провинција Схаанки, Кина
Контакт: Г. Гари Цхен
Телефон: +86-917-8883215
Мобилни/ВхатсАпп: +86 13092900605
