[发明专利]一种在钛合金表面制备纳米管的方法

权利要求书

1. 一种在钛合金表面制备纳米管的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）工件制备：将纯钛工件通过线切割加工得到所需试样，然后分别使用不同级别的水砂纸将试样逐级打磨至表面无明显划痕，将抛光过的试样先后在丙酮、乙醇、去离子水中进行超声波清洗，然后再用环氧树脂密封试样的背面，留出工作面；

2）微弧氧化处理：工件全部浸没在电解液界面之下，工作电流密度为0.1-0.8A/cm²，占空比为25-35%，反应时间为2-30min，在钛合金表面制备出纳米管。

2.根据权利要求1所述的在钛合金表面制备纳米管的方法，其特征在于：所述电解液包括Na₃PO₄ 和AgNO₃，其中Na₃PO₄ 的浓度为0.5-30.0 g/L，AgNO₃的浓度为0.3-20.0 g/L，二者的体积比为1∶1。

3.根据权利要求1所述的在钛合金表面制备纳米管的方法，其特征在于：在金属钛表面工作面的90%以上区域制备出纳米管，所述纳米管为垂直于基体材料表面的纳米级二氧化钛管状阵列。

4.根据权利要求3所述的在钛合金表面制备纳米管的方法，其特征在于：所述纳米管的管径及管壁厚度均匀。

5.根据权利要求4所述的在钛合金表面制备纳米管的方法，其特征在于：通过Nano measure 1.2软件统计得出：所制备出的纳米管，其孔径为25.58±20nm，管壁厚度为15.35±10nm。

6.根据权利要求1~5任一项所述的在钛合金表面制备纳米管的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）工件制备

将TA2纯钛工件通过线切割加工得到Φ14mm×3mm的实验所需试样，然后分别使用360#，600#，1200#的水砂纸将试样逐级打磨至表面无明显划痕，将抛光过的试样先后在丙酮，乙醇，去离子水中分别超声波清洗5min；用环氧树脂密封试样，留出面积为1.54cm²的工作面；

2）电解液的制备

电解液成分包括浓度为0.5-30.0 g/L的Na₃PO₄和浓度为0.3-20.0 g/L的AgNO₃，二者的体积比为1∶1，开启冷却循环系统和搅拌器使电解液成分混合均匀；

3）微弧氧化法在钛表面制备纳米管

A. 通过连接导线将工件挂置好，并使工件全部浸没在电解液界面之下，确保在反应过程中工件不碰触到电解槽底部和电解槽壁；

B. 微弧氧化电源参数采用脉冲直流电源，电流密度为0.1-0.8A/cm²，占空比为25-35%，直流脉冲频率为700-850Hz；设置好电源参数之后，启动控制柜开始微弧氧化，每隔10s记录电压参数，反应时间为4-15min；

4）反应后样品处理

除去密封试样所用改性丙烯酸酯，并分别用丙酮、无水乙醇和去离子水清洗工件5min，最后用真空冷冻干燥机烘干工件。

7.根据权利要求6所述的在钛合金表面制备纳米管的方法，其特征在于：所述步骤3）的反应时间4min。