隨著科技的不斷進步,各種材料表面處理技術(shù)也得到了長足發(fā)展。然而,常規(guī)的材料表面處理方法通常針對平面基體或塊體材料的外表面;通過改善材料表面屬性,可以使其更好地適應服役需求。相比于平面材料開放的加工環(huán)境,管道類構(gòu)件由于內(nèi)部空間狹小,形狀復雜等因素,其表面處理尤為困難。本論文研究了適用于U型鈦管內(nèi)、外表面的電化學陽極氧化工藝,實現(xiàn)了內(nèi)、外表面超浸潤涂層的均勻化制備和功能化應用,為管道構(gòu)件的表面處理提供了新思路。鈦及鈦合金管道構(gòu)件具有比強度高、耐蝕性好、無磁性等優(yōu)點,被廣泛應用于海水淡化、海洋裝備、集熱散熱等領(lǐng)域。本課題針對U型鈦管內(nèi)表面處理,建立了同軸陽極氧化法,實現(xiàn)了內(nèi)表面涂層的均勻制備,并研究了管道減阻性能。采用柔性碳纖維和絕緣珠子作為陰極實現(xiàn)了同軸陽極氧化配置,在U型管內(nèi)表面制備出均勻的二氧化鈦（TiO₂）納米管陣列。在動態(tài)循環(huán)電解液速度75 mL/min、恒電壓20 V、陽極氧化8 h的條件下,實現(xiàn)電場和流體場的補償作用,制備出均勻的平均長度為5.8μm的TiO₂納米管涂層。采用該同軸陽極氧化裝置,利用電化學刻蝕和陽極氧化,制備出具有超疏... 

【文章來源】：重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

（a）水熱法[15]、（b）化學合成法[16]、（c）光刻法[17]、（d）模板法[11]制備的TiO2納米材料形貌

重慶大學碩士學位論文1緒論3度為300nm的TiO2納米管陣列。由于這類電解質(zhì)不含氟離子，對環(huán)境友好，被分類為第四代電解液。第四代電解液與前三代含氟電解液存在顯著差異，納米管生長機理也不同[24]。圖1.2（a）第一代[19]、（b）第二代[21]、（c）第三代[20]電解液制備出的TiO2納米管典型形貌Fig.1.2TypicalmorphologiesofTiO2nanotubespreparedby(a)first[19],(b)second[21]and(c)third[20]generationelectrolytes1.2.3陽極氧化TiO2納米管生長機理截至目前，針對含氟電解液的理論研究較為成熟。電場輔助溶解理論受到認可程度較高[25,26]。圖1.3展示了TiO2納米管生長過程典型的時間-電流曲線，其大致可分為三個階段。圖1.3電化學陽極氧化法制備TiO2納米管典型的時間-電流曲線[26]Fig.1.3Typicaltime-currentcurveofTiO2nanotubespreparedbyelectrochemicalanodization[26]第一階段為金屬/電解液界面形成致密氧化膜。電解液中電場建立的瞬間時，金屬表面被氧化，生成致密的氧化膜。金屬/電解液界面被金屬/氧化物界面以及氧化物/電解液界面取代。由于TiO2屬于半導體，隨著其厚度增長，電阻越來越大，反應電流會越來越低，直到達到最低點。該階段主要涉及以下反應[26]：

重慶大學碩士學位論文1緒論3度為300nm的TiO2納米管陣列。由于這類電解質(zhì)不含氟離子，對環(huán)境友好，被分類為第四代電解液。第四代電解液與前三代含氟電解液存在顯著差異，納米管生長機理也不同[24]。圖1.2（a）第一代[19]、（b）第二代[21]、（c）第三代[20]電解液制備出的TiO2納米管典型形貌Fig.1.2TypicalmorphologiesofTiO2nanotubespreparedby(a)first[19],(b)second[21]and(c)third[20]generationelectrolytes1.2.3陽極氧化TiO2納米管生長機理截至目前，針對含氟電解液的理論研究較為成熟。電場輔助溶解理論受到認可程度較高[25,26]。圖1.3展示了TiO2納米管生長過程典型的時間-電流曲線，其大致可分為三個階段。圖1.3電化學陽極氧化法制備TiO2納米管典型的時間-電流曲線[26]Fig.1.3Typicaltime-currentcurveofTiO2nanotubespreparedbyelectrochemicalanodization[26]第一階段為金屬/電解液界面形成致密氧化膜。電解液中電場建立的瞬間時，金屬表面被氧化，生成致密的氧化膜。金屬/電解液界面被金屬/氧化物界面以及氧化物/電解液界面取代。由于TiO2屬于半導體，隨著其厚度增長，電阻越來越大，反應電流會越來越低，直到達到最低點。該階段主要涉及以下反應[26]：


本文編號：3065249