从金属氧化物制备高耐蚀合金覆层的表面电化学冶金新方法研究

本项目研究从金属氧化物涂层直接熔盐电化学还原制备高熔点耐蚀合金覆层的清洁经济新方法，称之为"表面电化学冶金"，具有重要的科学意义和广阔的工业应用前景。拟采用自行设计的熔盐电化学冶金实验装置、多种电化学和现代表面分析技术，以铁基合金为代表性基材，以TiO2、ZrO2为典型金属氧化物，以制备出具有高耐蚀性的合金覆层为目标，通过对氧化物成膜方法、氧化物表面电还原动力学机制、金属覆层的组成结构与性能、冶金控制参数影响规律等的系统研究，筛选适合表面电化学冶金的涂膜方法，厘清表层氧化物还原与基体金属间的互扩散和金属覆层内的烧结机制，确定表面电化学冶金生成的耐蚀合金层的组成结构，掌握电冶金控制参数对耐蚀金属覆层结构与性能的影响规律，考察不同氧化物组成得到的金属覆层的结构和性能，为将表面电化学冶金方法发展成一种制备高耐蚀性合金覆层的工业应用技术奠定坚实的科学基础。

项目研究由涂层金属氧化物直接电化学还原制备耐蚀金属覆层的表面电化学冶金新方法，以普通金属材料（碳钢）为基材、以TiO2和ZrO2等氧化物为涂层材料按计划开展了课题研究工作，并对部分内容进行了拓展，得到了如下主要的研究结论和科学认识：（1）比较了五类表面氧化物涂层制备方法，发展了基底材料表面改性提高氧化物涂层附着力和改善氧化物涂层黏结性的方法，制备出满足高温熔盐电解要求的氧化物涂层；（2）研究了高温熔盐中涂层金属氧化物和混合氧化物电化学还原制备耐蚀金属涂层的动力学，制备了钛、锆及其与其它元素的合金与化合物材料；（3）探讨了涂层金属与基体金属的相互作用规律，揭示了金属之间的可焊接性对固态还原方法制备良好附着力涂层的重要作用；（4）考察了涂层金属的耐蚀性和基体/涂层复合金属的耐蚀性，为复合材料的应用特别是生物医学应用提供指导。