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钛合金的着色处理能够满足其在航空领域中的光学性能、医疗器件中的识别性及日常使用的美观性等要求。因此钛合金表面有色膜层的制备得到了广泛关注。本文使用微弧氧化技术对钛合金TC4进行着色处理，制备了黄色、蓝色、绿色和黑色陶瓷膜层，并系统研究了工艺参数对黄色膜层和黑色膜层的影响，利用SEM、XRD、XPS、厚度仪及粗糙度仪对膜层进行了组成和结构表征，利用焙烧实验研究了有色膜层的热稳定性。同时利用电化学方法测试了其耐腐蚀性，利用拉伸实验测试了膜层的结合强度。在NaOH-磷酸盐体系中，制备的膜层厚度为10μm左右，具有多孔结构，晶相物质主要为金红石相TiO2和锐钛矿相TiO2。电解液配方影响膜层颜色变化：随着磷酸盐浓度增加，膜层从灰色逐渐变为黄色和棕色；氢氧化钠浓度增加膜层从棕色逐渐变为黄色。在2.64g/L磷酸盐，NaOH4g/L及NaAlO21g/L的电解液中，电源频率为1000HZ，占空比为45%，恒压380V反应10min所得膜层为黄色，其色度值L*=53.13，a*=4.66，b*=29.02。膜层显黄色归因于基体中的V元素在反应过程中以4+和5+的钒酸盐在膜层沉积，电解液浓度的变化影响了基体钒元素在膜层中的沉积，进而影响了膜层颜色。经不同温度高温焙烧后，膜层颜色变深。在磷酸盐-硅酸盐体系加入NH4VO3制备得到黑色陶瓷膜层。膜层厚度在9μm左右，由大量非晶相物质组成。钒酸铵浓度增大，膜层颜色显著变黑。电源参数对膜层的颜色影响不大，但是对结合度影响较大：频率增大，电压升高，或占空比减小，膜层与基体结合力提高。优化条件下黑色膜层的色度值L*=8.81，a*=-0.37，b*=1.33。经不同温度高温焙烧后，膜层在200oC焙烧下颜色基本保持不变，升高温度逐渐由黑色变为棕色，并且在焙烧温度达到300oC时，膜层开始出现结晶物质。在磷酸盐电解液中加入Fe、Co、Ni盐和钨酸盐制备了黑色陶瓷膜层，膜层为非晶相，厚度随时间增加而明显增大。电参数对膜层与基体的结合强度有较大影响。频率增大，或占空比减小，膜层与基体结合力提高。优化工艺条件下膜层的色度值L*=14.88，a*=-1.72，b*=1.79。经不同温度高温焙烧后，膜层在200oC焙烧下颜色基本保持不变，升高温度逐渐由黑色变为蓝灰色，并且在焙烧温度达到300oC时开始出现结晶物质。