钛及钛合金优异的耐蚀性与其表面形成的氧化薄膜有很大关系。自然条件下形成的氧化膜薄且不均匀,其上方的薄弱点容易成为腐蚀的起源。阳极氧化技术可以在钛及钛合金表面形成一层相较于自然氧化膜更致密、更厚的阳极氧化膜,是一种广泛用于增加膜层厚度及耐蚀性的方法。阳极氧化膜的厚度、均匀度等特性都与阳极氧化过程的各种氧化条件及参数有重要关系,而这些特性又反过来影响阳极氧化薄膜的耐腐蚀性能。然而,不同电解液体系中,各种阳极氧化参数对氧化薄膜耐腐蚀性能的影响并不是十分明确。因此,有必要了解各种参数和条件对阳极氧化薄膜的影响,这对于制备出具有预期结构和性能的钛阳极氧化薄膜具有重要意义。本论文分别在硫酸电解液、酒石酸钠电解液及氟化铵乙二醇电解液中制备了钛阳极氧化薄膜。运用SEM、AFM、XPS、拉曼测试及电化学测试手段对氧化膜进行系统表征,得出了钛阳极氧化薄膜的形成过程。在此基础上,研究了不同电解液体系中电位、电解液浓度、时间对氧化薄膜耐腐蚀性能影响规律;进一步对比了三种电解液体系中形成的氧化膜的耐蚀性;最后简要分析阳极氧化膜在NaCl溶液中的腐蚀过程。研究结果表明,阳极氧化膜是在很短的时间内形成的。氧化膜的形成是一个动态的生长与溶解的过程,膜层内的离子电流和电子电流分别导致了氧化膜的生长与溶解。电子电流的出现意味着氧气的释放,氧气泡的逸出可以作为孔洞的胚胎,进而形成多孔氧化膜。纳米管薄膜是在多孔膜的基础上自组织有序生长的。硫酸电解液中,随着氧化电位的增加,氧化膜的耐蚀性提高。高电位50 V条件下获得的氧化膜氧化程度较高,具有最大的厚度计算值64 nm,对膜层的保护作用较好。酒石酸钠电解液中,电解液浓度过高,溶质离子发生聚集,膜层整体氧化程度不均匀;电解液浓度过低,氧化膜的生长不完全;二者都将导致氧化膜的耐腐蚀性能降低。20 min,15 g/L浓度下获得的阳极氧化膜组织细小、均匀,粗糙度低,膜层生长完整,具有最宽的钝化区间(0V～4 V),耐蚀性最佳。氟化铵乙二醇电解液中,添加少量盐酸后,加快了化学刻蚀速率,避免了纳米管无限延伸造成的管口堵塞现象,形成了多孔钛纳米管阵列双层结构的氧化薄膜。纳米管的管壁上薄下厚,呈“V”字形分布,对钛基体具有更好的保护作用。对三种电解液中形成的氧化膜进行了膜层形貌及耐蚀性比较,硫酸电解液中形成多孔状的氧化膜;酒石酸钠溶液中获得的氧化膜表面呈破裂及花瓣状鼓包组织;氟化铵电解液中获得多孔钛纳米管阵列的双层结构形貌的氧化膜。酒石酸钠电解液中获得的氧化膜较其他两个电解液中形成的氧化膜更致密,耐蚀性更好,氧化膜的极化电阻值可达3.38×10~6Ω,对基体具有更好的保护作用。钛阳极氧化物薄膜在NaCl水溶液中的腐蚀与Cl-有密切关系,氧化膜表层存在的一些缺陷(如凹坑)将会首先受到Cl-的侵入破坏,导致腐蚀孔洞的形成。当临近的孔洞由于腐蚀相互连通时,就形成了微裂纹。