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钛合金前处理后时间对其表面溶胶凝胶成膜行为及膜层性能的影响
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作者 杨众 于美 +2 位作者 张欣然 代徐勉 刘建华 《表面技术》 北大核心 2025年第10期141-150,共10页
目的 阐明工序转移时间即前处理后自然氧化时间对钛合金表面溶胶凝胶成膜行为及膜层性能的影响机制。方法 Ti-6Al-4V(TC4)合金表面经活化前处理后自然氧化0~36 h不同时间,模拟前处理后涂装工序前的转移时间。通过研究膜层与TC4基体界面... 目的 阐明工序转移时间即前处理后自然氧化时间对钛合金表面溶胶凝胶成膜行为及膜层性能的影响机制。方法 Ti-6Al-4V(TC4)合金表面经活化前处理后自然氧化0~36 h不同时间,模拟前处理后涂装工序前的转移时间。通过研究膜层与TC4基体界面形貌,分析氧化时间对TC4合金表面电化学性质、化学组成以及溶胶凝胶润湿性等的影响规律,采用拉开法测试TC4合金与底漆间的结合强度,采用划格法进一步研究盐雾试验前后的结合强度并进行等级评价,最终提出氧化时间对溶胶凝胶成膜行为及膜层性能的影响机制。结果 在0~36h自然氧化时间范围内,氧化时间对TC4合金试样表面氧化膜耐蚀性无明显影响;钛合金表面与溶胶凝胶的接触角增大,由前处理后的4.5°上升至自然氧化36 h时的44.3°;溶胶凝胶在TC4合金表面的附着功呈减小趋势,由酸洗活化后的103.94 mJ/m^(2)下降到自然氧化36 h时的89.33 mJ/m^(2)。涂覆成膜后,自然氧化时间对涂敷溶胶凝胶膜层的TC4合金与丙烯酸聚氨酯底漆之间的结合强度影响不大,结合强度等级均评定为0级,但经过240 h中性盐雾试验后,随着自然氧化时间延长,丙烯酸聚氨酯底漆大面积脱落。结论 前处理后自然氧化时间延长,钛合金表面羟基(—OH)极性基团含量降低,而表面氧化物含量增加,阻碍钛合金表面与溶胶凝胶间的缩聚程度,不利于溶胶凝胶的成膜,当侵蚀性离子渗透到溶胶凝胶膜层与TC4合金基体界面孔隙,会破坏溶胶凝胶膜层结构,导致丙烯酸聚氨酯底漆大面积脱落。因此,应严格控制前处理后涂膜的时间,缩短工序间隔时间。 展开更多
关键词 钛合金 工序转移时间 自然氧化时间 溶胶凝胶 成膜行为 膜层性能
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