钛表面微弧氧化层+碳膜的制备与表征

杨晓康^1,2,3，罗斌莉^2,3，蔡军¹，双翼翔²，王快社¹

1. 西安建筑科技大学2. 西安赛特思迈钛业有限公司3. 生物医用钛合金材料国家地方联合工程研究中心

摘 要：为提升钛金属与碳膜的界面结合,增强涂层的防护作用,利用微弧氧化（MAO）技术在钛表面快速简易制备出与基体为冶金结合的多孔层结构,并以此为基体采用离子束复合磁控溅射技术制备碳膜。采用SEM+EDS、AFM分析所制备膜层的微观结构,借助划痕仪、磨损试验机和电化学工作站表征膜层的结合力和性能。结果表明:表层碳膜并不能完全覆盖微弧氧化层的微孔,同时Ti基体表面微弧氧化层可有效增加表层碳膜与Ti基体的结合力;Ti基体/MAO层/碳膜的膜基体系在摩擦磨损过程中,摩擦系数小且波动很小,磨痕宽度最小,表现出最为优异的摩擦学性能;而新设计复合膜层的耐蚀性较传统的Ti基体/Ti打底层/碳膜的膜基体系要差,这与表层碳膜较薄,复合膜层仍呈现出微弧氧化层多孔特征有关,其导致腐蚀介质易于通过微孔而降低耐蚀性。

关键词：钛;微弧氧化;碳膜;结合力;性能;