陽(yáng)極氧化法制備二氧化鈦膜及其在模擬深海熱液環(huán)境的耐腐蝕性能研究.pdf

1、近些年深海熱液區(qū)成為研究的一個(gè)熱點(diǎn)，在幾千米的深海熱液區(qū)里，由于火山、巖漿的活動(dòng)，導(dǎo)致噴發(fā)出高溫的含大量硫化物的熱液。在深海熱液區(qū)有著含量很高的礦物堆，其中含有大量銅、硫、銀、金等元素和其他一些微量元素，稍加處理就可以利用，而且成礦速率大，因此具有良好的開發(fā)前景。深海熱液區(qū)中的生物種類和生物密度可以與熱帶雨林媲美。探索、研究深海熱液區(qū)也已成為全世界的共識(shí)。而鈦及鈦合金成為了科研與開采過(guò)程中安全高效運(yùn)行的潛器和相關(guān)設(shè)備的首選材料，所以加強(qiáng)

2、鈦材料腐蝕的研究顯得極為重要。鑒于二氧化鈦良好的耐腐蝕性，本文對(duì)鈦材料進(jìn)行陽(yáng)極氧化，并測(cè)試其在模擬深海熱液環(huán)境的耐腐蝕性，旨在探索和研究一種能夠應(yīng)用于深海熱液環(huán)境的耐腐蝕材料。
　　 首先，采用陽(yáng)極氧化法，在體積比為9:1的甘油和水電解液中，以不同電壓條件和氧化時(shí)間在金屬鈦表面制備TiO2膜，通過(guò)XRD、SEM以及極化曲線測(cè)試，最后確定制備條件為氧化電壓20V，氧化時(shí)間2h。通過(guò)親疏水性能測(cè)試和電化學(xué)阻抗分析表明，作為一種半導(dǎo)體

3、材料，二氧化鈦膜黑暗條件下表現(xiàn)出了更加優(yōu)異的疏水性能和耐腐蝕性能，這對(duì)在深海無(wú)光環(huán)境中的應(yīng)用是非常有利的。
　　 其次，對(duì)鈦試樣以及陽(yáng)極氧化鈦試樣在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5％的NaCl飽和H2S溶液中進(jìn)行腐蝕實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)溫度分別為20℃和190℃。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)陽(yáng)極氧化的鈦試樣與普通鈦試樣相比，能有效減小材料的損耗。提高溫度到90℃對(duì)材料的腐蝕速率影響并不明顯。浸泡后的鈦試樣出現(xiàn)了明顯的TiH2相，而陽(yáng)極氧化鈦試樣并未出現(xiàn)TiH2相。

4、>　　 最后，研究了鈦試樣以及陽(yáng)極氧化鈦試樣在模擬深海熱液環(huán)境中的耐腐蝕性能。使用XRD、SEM、EDS以及拉曼光譜對(duì)腐蝕后的試樣進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：腐蝕后在鈦試樣以及陽(yáng)極氧化鈦試樣表面都產(chǎn)生了一層非致密的TiO2膜，而通過(guò)極化曲線測(cè)試發(fā)現(xiàn)該層膜并不能對(duì)基體起到好的保護(hù)作用；腐蝕后鈦試樣表面出現(xiàn)了明顯的TiH2相，且腐蝕電位負(fù)移了450mV。而陽(yáng)極氧化試樣中并未出現(xiàn)TiH2相，腐蝕電位負(fù)移較小，這也體現(xiàn)出陽(yáng)極氧化膜對(duì)基體起到了良好的保護(hù)作用