钽在磷酸盐中等离子体电解氧化涂层耐腐蚀性能研究

作者：程昱琳; 张卿和; 程英亮^*

来源：表面技术, 2021, 50(06): 32-40.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2021.06.003

• 金属钽
• 等离子体电解氧化
• 磷酸盐
• 陶瓷膜
• 耐腐蚀性

目的探究金属钽在磷酸盐中进行等离子体电解氧化(Plasma electrolytic oxidation, PEO)形成Ta2O5陶瓷涂层后的耐腐蚀性能。方法在磷酸盐电解液中,采用等离子体电解氧化(PEO)方法,在金属钽表面形成Ta2O5陶瓷涂层。采用XRD、SEM和EDS等方法,表征涂层物相、形貌及元素组成,利用动电位极化曲线和电化学阻抗谱,测试涂层的耐腐蚀性能。结果在磷酸盐电解液中,金属钽PEO处理形成了晶态Ta2O5陶瓷膜。氧化膜初期形貌为"瘤子状",后为"沟回状"。在3.5%NaCl溶液中进行动电位极化测试,相比于基体,涂层的腐蚀电流密度降低约4个数量级。PEO处理600 s形成的涂层,相比于基体,自腐蚀电位提高了约1.3 V,腐蚀电流密度为3.7×10-10 A/cm2,保护效率为99.97%;PEO处理1200 s,自腐蚀电位提高了约1.4 V,电流密度为1.46×10-10 A/cm2,保护效率为99.99%。在3.5%NaCl溶液中浸泡160 d发现,在30 d左右,钽基体表面已形成一层极薄的氧化膜,导致阻抗值持续升高,表明对基体有一定的保护作用。然而,PEO处理600 s形成的涂层在浸泡3 d后,低频区域阻抗值大幅下降,且随浸泡时间的延长,阻抗值持续降低。在160d腐蚀后,电荷转移电阻仍然比未经过处理的金属钽高1个数量级。结论在磷酸盐电解液中,钽经PEO处理形成的陶瓷膜层具有较强的耐腐蚀性能,PEO处理可大幅度提高钽的耐腐蚀能力。

• 单位
  湖南大学