钛及钛合金在船舶、家电、手机、生物医学及建筑领域均得到了广泛应用。但其颜色的单一性不能满足人们对产品多样化的需求。对钛及钛合金表面进行阳极氧化着色处理,可以解决这一问题。然而,仅仅通过传统的阳极氧化着色处理,所获得的着色膜是亲水性的,容易沾染水渍和指纹,严重影响着色效果。因此,本文将以纯钛为研究对象,重点讨论有助于在钛表面获得超疏水着色膜的阳极氧化结晶工艺,这有望同时实现钛材表面的着色和自清洁性能。首先对前处理工艺进行优化。研究了机械抛光和化学抛光这两种前处理工艺对阳极氧化结晶的着色效果的影响,结果表明机械抛光前处理获得的结晶膜表面质量和着色效果更好,结晶颗粒分布更加均匀。因此,本研究采用机械抛光的前处理工艺。实现阳极氧化着色膜的结晶化是获得超疏水着色膜的前提。因此,针对纯钛表面,我们对阳极氧化结晶工艺进行了探索。阳极氧化电压分别为20 V、30 V和40 V,阳极氧化时间分别为2 h、4 h、6 h、8 h。然后利用SEM、CIE L*a*b*颜色坐标、EDS、XRD、拉曼光谱等手段,重点对着色膜的着色效果、表面微观形貌、成分结构及结晶性进行表征。结果表明,随着阳极氧化电压变化,着色膜色调也发生相应变化,而时间主要影响着色膜的色彩饱和度,随着阳极氧化时间延长,色彩饱和度逐渐下降。通过调整阳极氧化电压和时间,可在纯钛表面制备出主要由锐钛矿Ti O₂组成且具备微纳结构的“花瓣状”结晶颗粒。并且发现,阳极氧化电压主要影响着色膜中结晶颗粒的大小,而对其密度影响较小;阳极氧化时间主要影响着色膜中结晶颗粒的密度,而对其尺寸影响较小。随阳极氧化时间延长,结晶性增强。结晶着色膜厚度可达几微米,相较于传统阳极氧化着色膜（膜厚在几十纳米至几百纳米之间）,其厚度显著增加。在获得阳极氧化结晶膜的基础上,再进行氟硅烷低表面能改性,其能有效地降低阳极氧化着色表面的润湿性,实现着色膜的超疏水特性。这种超疏水性受阳极氧化电压和时间的影响。随阳极氧化电压升高,着色膜的水接触角呈升高趋势,疏水性提高;随阳极氧化时间延长,水接触角提高,疏水性进一步增强。而如果没有结晶,仅仅通过氟硅烷的低表面能改性,则不足以实现超疏水状态。因此,结合色彩饱和度和表面疏水性两方面,我们最终确定在纯钛表面获得超疏水着色膜的最佳工艺为机械抛光+30 V-6 h阳极氧化+氟硅烷低表面能改性。利用草木灰自清洁试验和墨水污染试验对超疏水着色膜的耐污性进行了表征,结果表明,通过上述复合工艺制备的超疏水着色表面具有优异的耐污染性和清洁便利性。磨损试验和水流冲击试验表明,所制备的超疏水着色膜具备较好的机械稳定性。动电位极化曲线测试和电化学阻抗谱测试结果也表明,本研究所制备的超疏水着色膜具有较好的耐腐蚀性。