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钛系化学氧化

2022-11-23

钛的性质与铬也十分相近,在空气中与氧气有较强的亲和力,在一定条件下可形成氧化膜,具有一定的耐蚀性。

XIA等采用H2TiF6溶液对锂电池中的复合铝箔进行化学氧化处理,并且通过扫描电子显微镜、X射线能谱仪、X射线光电子能谱、原子力显微镜等表征其组成、生长过程和最终形态,再通过盐雾试验测试其耐腐蚀性能。结果表明:H2TiF6溶液处理得到的转化膜层是一种多组分膜层,主要由金属氧化物(TiO2和Al2O3)和金属氟化物(AlF3)组成。盐雾试验结果表明,经过钛系化学氧化处理的铝箔比未经处理和经过碱清洗的铝箔具有更好的耐蚀性。尽管未经处理的铝箔和经碱清洁的铝箔由于加工而存在弯折,但这些铝箔都显示出较光滑的表面,而经过H2TiF6处理的铝箔表面除了弯折造成的褶皱之外,还存在许多针状结构,导致其表面更粗糙。因此,钛系化学氧化是一种有效提高锂离子电池组件中铝/聚合物复合膜耐蚀性和剥离强度的方法。

LIU等采用钛/锆盐和氨基三亚甲基磷酸对7A52铝合金进行化学氧化,得到了表面粗糙度较大、耐蚀性较好的无铬化学转化膜,并且基体和环氧底漆之间的黏结强度从未氧化时的7.97 MPa增加到16.23 MPa,结合力得到显著提高。在未经氧化处理的铝合金表面观察到一些微小的白色斑点及一些凹坑,白色斑点为金属间颗粒,凹坑的出现与铝局部溶解引起的金属间颗粒剥落有关。经过化学氧化处理后,铝合金表面形成均匀而致密的转化膜,转化膜层主要由形状不规则的颗粒组成。这些颗粒的平均直径在3 μm以下,每个颗粒与其周围的颗粒紧密结合。这种结构的形成可能归因于合金元素的电化学或催化作用。此外,转化膜上还有一些细小的裂纹,这是由干燥脱水过程中产生的相互应力引起。颗粒的隆起和凹陷有利于增大铝合金表面粗糙度,提高铝合金与漆膜间的结合力。

ZUO等使用单宁酸作为钛/锆盐化学转化液中的促进剂在6063铝合金表面制备了新型化学转化膜,并使用电化学测试研究转化膜在3.5% NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明:与传统的Ti-Zr处理(TZ)转化膜相比,改性的Ti-Zr基转化膜(MTZ)显示出更光滑和更密集的形态;MTZ膜是一种多组分化学转化膜,其主要由金属氧化物(TiO2,ZrO2,V2O5,Al2O3),氟化物(AlF3和ZrF4)和金属有机配合物组成;与TZ膜相比,MTZ膜具有更好的耐腐蚀性能。


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