鈦合金微弧氧化涂層等離子體電解去除工藝與作用機制

鄒永純，王樹棋，王亞明，陳國梁，張凱偉，歐陽家虎，賈德昌，周 玉

(1.哈爾濱工業大學特種陶瓷研究所，黑龍江 哈爾濱 150001；2.哈爾濱工業大學分析測試與計算中心，黑龍江 哈爾濱 150008)

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為拓展鈦合金應用領域，利用微弧氧化(microarc oxidation，MAO)技術[又稱等離子體電解氧化(plasma electrolytic oxidation，PEO)技術]，可在其表面原位生長陶瓷涂層，從而提高其減磨耐磨、耐腐蝕、抗高溫氧化、光譜吸收及生物活性等功能特性[1-11]。但在工程應用中，一方面，因為工藝缺陷或操作不當，會導致涂層生長不均勻；另一方面，微弧氧化涂層工件在服役過程中，表面磨損或出現部分剝落，需將表面不均勻或缺陷涂層(尤其是高致密、厚度為幾微米至幾十微米的涂層)全部去除，以達到二次制備涂層再利用的目的。但由于微弧氧化涂層與基體的高結合強度[10]，涂層去除是該領域的瓶頸問題。當前，工程中主要是通過強酸或者高溫強堿剝離去除[12-14]，但該方法存在去除工藝難控制、污染環境及能耗高等缺點。因此，本文提出一種等離子體電解涂層去除(Plasma Electrolytic Removal，PER)新技術，其源于等離子體電解拋光(Plasma Electrolytic Polishing，PEP)技術[15]，該新型技術是將工件作為陽極，置于低濃度鹽溶液中，電解液溫度維持在65～95 ℃，施加200～400 V 電壓進行電解，從而實現工件表面拋光及涂層去除。等離子體電解涂層去除是一種通過液相等離子體物理和電化學反應去除表面材料的復合反應過程[16-19]。涂層去除過程中，等離子體和電化學反應同時發生。工件表面材料去除主要是由于液相等離子體放電轟擊使得材料與電解液發生反應并溶解。……