【摘要】运用阳极氧化着技术形成的钛及钛合金氧化膜具有良好的生物相容性及耐腐蚀性，因此其制备工艺受到广泛关注。本文综述了钛的阳极氧化着工艺方法，包括酸性溶液法、碱性溶液法、盐溶液法等，说明了各个方法的特点。此外介绍了钛的阳极氧化着在航空航天及生物医学等领域的应用。 【关键词】钛阳极氧化；着；制备工艺；应用
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引言
钛及钛合金因具有良好的物理性能以及化学性能而受到越来越多的关注，同时因其优良的生物相容性、耐蚀性等特性，在医学等领域也得到了广泛应用[1]。近年来，通过表面着和图案绘制而形成的彩钛逐步进入生产生活中的多个领域。
目前，钛表面用来氧化着方法主要有化学氧化法、气氛加热氧化法、阳极氧化法[2]。化学
氧化法虽生成的黑膜与钛基体的粘着性很好，但其具有所需着时间长等缺点；气氛加热氧化法结合性好，同时由于价格低廉可对钛材进行大量的氧化着处理，但调难于控制。而阳极氧化法方法可使植入体更加耐腐蚀，并且生物相容性良好[3]，同时，着后因其具有度高，调丰富、易控制等特点而受到广泛关注。本文就纯钛阳极氧化着的制备工艺及应用进行综述。 1.
钛的阳极氧化着的工艺方法
钛的阳极氧化着采用直流电源，在同一槽液中完成。改变工艺条件，能够得到各种不同颜的着膜。随着不断地研究，目前钛的阳极氧化着的工艺发展已经很成熟，根据所用电解液种类，下面具体介绍酸性溶液法、碱性溶液法和盐溶液法这三种方法。防盗手机套
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ioa酸性溶液法
在现实生活中，根据其性质，如腐蚀性、溶解性、其中元素是否有毒、是否对人体有害，以及考虑价格和是否环保等因素，一般选择采用不同的酸性溶液作为电解液，大多为二元酸和三元酸。从环保方面而言，硫酸作为具有腐蚀性的强酸，在做电解液时并不优质、环保。为得到更厚的膜层，在不考虑价格因素时，可以选择草酸作为电解液。铬是人体必须的一种微量元素，但铬的化学物是有毒的，而磷则对人体无害，所以磷酸适合生物医学用钛材料的阳极氧化，而铬酸在工业上得到广泛应用[6]。
徐照英[4]等人将TC4钛合金板放入0.15 mol/L H3PO4和0.1mol/L H2O2的混合溶液中，在10-80 V电压下进行阳极氧化处理10 min。通过实验发现，经阳极氧化处理的钛合金氧化膜性能优良，且度高。同时在一定电压范围内膜层耐磨损性随电压增大而提高。
李雪健[5]等人利用TA2为基体，采用阳极氧化法在硫酸溶液中制备太阳能吸收涂层，将浓度为0.5 mol/L的硫酸溶液作为电解液进行阳极氧化，发现在不同电压下进行阳极氧化所产生的膜层颜有明显差别，同时随着电压的增加，金属光泽也逐渐减弱。结果发现在140 V电压下氧化10 min时膜层性能最佳。
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碱性溶液法
碱性溶液法在较低电压下就可以得到和酸性溶液较高电压时相同的氧化膜的颜，且所得到的氧化膜比在酸性溶液中得到的厚[6]。碱性溶液法中多采用氢氧化钠、氨水一类的碱溶液，所得的膜耐腐蚀性好，使用后的废液污染小，适合工业生产。邓姝皓[7]等人在探索氢氧化钠质量浓度对氧化膜的影响时发现，相比之下最大膜层厚度以及最佳膜耐 HF腐蚀性能的氢氧化钠浓度为70g/L。张斌英[8]等人以NaOH作为电解液对TC4钛合金进行阳极氧化发现随电解液PH值越大氧化反应越快，同时温度也对氧化膜形态产生一定的影响。
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盐溶液法
阳极氧化时所用电解液多是各种酸、碱的盐类水溶液和有机盐溶液，在工业生产中可选择
较为廉价的酒石酸铵溶液作为电解液进行阳极氧化着，得到的氧化膜层性能良好，颜丰富，而且成本低，有利于工业生产。同时也可在葡萄糖酸钠溶液、Zn(NO3)2水溶液中进行阳极氧化。
张孟[9]等人以纯钛为实验原料，经超声清洗、干燥等过程，以Zn(NO3)2溶液作为电解液进行处理，对微纳复合结构进行制备。结果发现在电压大于30 V时可稳定形成TiO2微纳复合结构，其膜层的表面粗糙度与电解液浓度及电压大小有关。
靳雨馨[10]等人以一定浓度NH4F水溶液为电解液对钛片进行阳极氧化处理，在10 V恒定电压下通过改变NH4F溶液浓度以及氧化时间发现浓度为0.3 mol/L的电解液氧化30 min所得到的TiO2纳米管阵列最佳。
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纯钛阳极氧化着的应用
钛及钛合金具有耐腐蚀性，强度高，韧度高等优良特性。经阳极氧化及着的加工处理后，其某些特性得以改善优化，扩大其应用范围及应用前景。
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航空航天领域
由于不同的航空器件彼此相互接触会发生腐蚀性反应，容易腐蚀电偶，所以需要在钛的表面进行改良生成阳极氧化膜。生成的氧化膜性质优良，可以减少接触电位差，增强金属间的接触电阻，从而使电偶效应得到有效的降低，防止腐蚀电偶，提高钛的抗腐蚀性，同时也可以增强钛表面的硬度和耐磨性，改善航空器件的润滑性。
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格雷戈里异丙酚生物医学领域
钛的氧化层是理想的装饰层。如今整形外科受到越来越多的关注，由于医用钛及钛合金的阳极氧化后得到的氧化膜层颜丰富易得且具有一定的装饰价值，因此钛的阳极氧化在整
形外科的临床应用也越来越多。手术中不同的修复体植入件通常使用不同颜的氧化膜来进行区分。同时此类氧化膜还有良好的耐腐蚀性，化学稳定性强。
由于钛及钛合金在具有耐磨性和超弹性的同时也有较高的硬度，与骨组织相似，因此可用作骨填充物，而阳极氧化法可有效解决植入件生物兼容性不高等问题。同时，在经过记忆处理后的钛合金具有自我恢复形变的能力，用此材质的接骨板可有效处理骨折等问题。在进行受损韧带组织修复时，由于钛合金具有优良的弹性以及生物相容性，因此当其植入体内时不会与人体组织相排斥，植入体被韧带组织吸收，对受损韧带进行修复[11]。同时，钛及钛合金在人工心脏及人工耳蜗等结构复杂且对材料性能要求高的人工器官中也起到了重要作用。
钛及钛合金具有记忆性，因此在某些微创手术中被用来支撑血管，避免血管堵塞的现象发生。在先天性心脏病中也起到了重要的作用。
经阳极氧化着处理的钛及钛合金经改良后展现出越来越多的优良性能及更广的使用范围。赵梓贺蔡昌健[12]等人利用阳极氧化的方法在医用纯钛表面构建出微纳复合结构有望成为一种新的植入体表面改性的方法以用于商业或临床试验，使用价值大大提升。
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其他领域
钛及钛合金因其具有比强度低等优良性质而广泛应用于石油天然气勘探开发[13]。为满足汽车轻量化要求，钛及钛合金逐渐被开发利用于汽车生产各个领域[14]。在建筑领域，钛金属材料作为可以二次循环利用的金属建筑材料，在环境保护方面也有重要意义[15]。同时钛及钛合金在军事领域也得到广泛应用。
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