《表1 TA15合金表面微弧氧化涂层表面元素分布》

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《TA15合金微弧氧化陶瓷涂层制备与电偶腐蚀性能》

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图2为TA15合金微弧氧化涂层的表面形貌、表面元素含量、截面形貌以及沿涂层厚度方向元素分布。微弧氧化初期，放电火花呈白色，随氧化时间的增加，火花颜色变为黄色，14 min后变为橙红色，同时听到爆鸣声，可以判断火花放电剧烈，涂层生长较缓慢；25 min时，从电解槽中可见火花颜色未发生变化，但火花亮度下降，爆鸣声逐渐消失，此时涂层生长减缓，微弧氧化进入末期。如图2a所示，涂层表面呈现出典型的“火山口状”多孔形貌，微孔直径约为1～6μm，这是由于在微弧放电过程中，不断产生的熔融产物由放电通道喷射出并快速冷却而形成的[33]。表1为涂层表面元素含量，可见涂层表面元素主要以Ti、O元素为主，说明涂层主要以含Ti的氧化物组成。图2b为涂层的横截面形貌，涂层主要由内层致密层和外层疏松多孔层组成，且内层与基体的结合呈现凹凸界面。在持续的微弧等离子体放电过程中，涂层产物不断形成，涂层也不断熔融—冷却—凝固—堆积，外层不断增厚，这导致形成多微孔结构的外层。涂层截面的元素分析（图2c）显示，涂层中O元素从涂层表面到膜基界面处均保持较高的含量，它与涂层中的其他元素（如Ti等）结合形成相应的氧化物，对应XRD图谱中的金红石和锐钛矿TiO2相。同时，涂层中含有较高的Al与Si元素，且沿涂层截面分布较均匀。涂层中的P元素主要分布在膜基界面处附近，说明在微弧放电过程中，PO43-更容易通过放电通道迁移到界面处发生化学反应。图3为TA15合金表面微弧氧化涂层的XRD图谱，可见涂层主要由金红石型TiO2和锐钛矿型TiO2组成，且主晶相为金红石TiO2，同时可能含有少量的非晶相[34]，但XRD未能检测到。