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三種利用鈦的性質(zhì)和特性的新的表面處理工藝

鈦具有較高的比強(qiáng)度、良好的耐蝕性及耐高溫性(熔點(diǎn)超過1 650 ℃)，并且可呈+2、+3、+4價態(tài)的氧化態(tài)，部分可在溶液中以離子態(tài)存在，因此可利用鈦的這些性質(zhì)和特性進(jìn)行表面處理。日本大阪府立大學(xué)科研工作者利用鈦的性質(zhì)和特性進(jìn)行表面處理工藝研究時，獲得了三種新的工藝，分別如下。

(1)通過化學(xué)方法，利用氧化還原離子對Ti3+/Ti4+制備高純鎳鍍層。

(3)通過等離子滲碳處理在鈦金屬表面涂覆碳薄膜，以提高其耐蝕性。

接下來將分別對這三種工藝進(jìn)行簡要介紹。

工藝一 利用化學(xué)方法制備鎳鍍層時需要使用各種還原劑，若選用次亞磷酸鈉(NaH2PO2)作為還原劑，則會獲得P含量為10% ～12%的鎳鍍層，該鍍層具有優(yōu)良的非磁穩(wěn)定性，可用作硬盤的鍍層基底材料；若選用硼氫化鈉(NaBH4)作為還原劑時，可獲得非晶態(tài)高強(qiáng)鍍鎳層，并且含有一定量的B。而要獲得純凈的鍍鎳層，就必須避免還原劑中的成分滲入鍍膜中，為此使用了氧化還原離子對Ti3+/Ti4+，即在采用化學(xué)法制備鎳鍍層的過程中，3價鈦和4價鈦都以離子形態(tài)存在，而在鍍液中添加氮基三乙酸或檸檬酸(作為穩(wěn)定劑)后，其中的鎳離子可形成絡(luò)合物。利用這種方法在Cu線上成功制備了厚度約為10 nm的純鎳鍍層。

(1)

(2)

工藝三 鎂電池作為新一代二次電池，具有壽命長、無污染、體積小、容量大等優(yōu)點(diǎn)，極具發(fā)展性。通常，鎂電池的電解液是以格利雅試劑(鎂烷基)為基體的溶液，這種電解液中存在著高濃度氯離子，易使電極材料腐蝕，因此，要使鎂電池能夠真正得到商業(yè)應(yīng)用，必須尋找到一種成本低且性能穩(wěn)定的電極材料。為此，通過等離子滲碳處理(碳源為甲烷或丙烯)在金屬鈦表面涂覆了一層玻璃態(tài)碳薄膜，從而使鈦在電解液中的耐蝕性得到了提高。由于鈦的碳吸收能低，其表面可形成厚度約數(shù)微米的玻璃態(tài)碳薄膜，具有優(yōu)異的耐蝕性。

吳全興摘譯自《チタソ》