王尧等：不同打印角度SLM-Ti6AI4V组织结构及其在含氟离子溶液中的腐蚀行为 681 150000 200000 (a) (b) 8moL-1 ■-0mo-L- ol-L-r ◆0.0005moL-l -0.00075mo-L-r ◆0.001mol-L-1 150000 0005 100000 ★0.002molL- +-0.005mol-L-1 4000 ◆0.005molL-1 2000 100000 3000 ◆ 1500 2000 50000 1000 50000 1000 500 0 S001000,130020002S003000 0 10002000300040003000 ZKO:cm) ZAO-cm') 50000 100000 150000 50000 100000150000200000250000 Z(2-cm2) Z/2-cm2) (c) 0 mol-L-! 500000 d -30° ◆45°60° 150000 400000 ★0.002mo-L ◆0.005molL- 100000 3000 300000 食 2000 200000 1000 50000 1000 100000 0.002 0 10002000300040005000 ZNQ-c） 50000 100000 150000200000 0 0.0010.0020.0030.0040.005 Z/(2-cm) C/mol-L-) (e) () CPE Solution Passive film Matrix Solution -Passive film Matrix 图6不同打印角度的SLM-Ti6A14V试样的电化学交流阻抗图(a)30°，(b)45°，(c)60°).极化电阻图(d).以及等效电路图(e,f) Fig.6 EIS results of SLM-Ti6Al4V with different fabrication angles ((a)30,(b)45,and (c)60);polarization resistance (d);and the equivalent electrical circuits(e,f) 的耐腐蚀性能要优于其他两种打印角度的试样 高，TiO2的溶解速度增加，当NaF浓度超过临界值 2.4分析与讨论 时，平衡状态被打破，TO2钝化膜遭到严重破坏 上述电化学测试的结果显示在pH2下的各种 此时，试样基体将与腐蚀性溶液直接接触，试样 浓度NaF溶液中，打印角度为45的试样的开路电 按照式(2)和(3)发生活性溶解，腐蚀形貌如图7 位、钝化电流密度及极化电阻均始终高于其他试 所示2-24： 样，这说明了45°的试样耐腐蚀性能最佳.结合微 Ti+6F←→TiFads+3e (2) 观结构的表征可将SLM-Ti6Al4V试样在NaF溶 液中的腐蚀机制归纳为如下：当NaF浓度低于临 TiFads一TifF哈ol+e (3) 界值时，试样表面TO2钝化膜的生长过程能够 式中，“ads”和“sol”分别表示吸收在试样表面和扩 与其溶解过程达到动态平衡92训，保护性能较好 散到溶液中的离子， 的TO2钝化膜能够在试样表面稳定存在，因而 造成打印角度为45°试样的耐腐蚀性能优于 SLM-Ti6Al4V在较低NaF浓度的溶液中有较好 另外两个打印角度的试样的原因可能有：()晶粒 的耐腐蚀性能，如图4~6所示.随着NaF浓度升 尺寸，研究表明SLM-Ti6A14V中柱状晶的耐腐的耐腐蚀性能要优于其他两种打印角度的试样. 2.4    分析与讨论 上述电化学测试的结果显示在 pH 2 下的各种 浓度 NaF 溶液中，打印角度为 45°的试样的开路电 位、钝化电流密度及极化电阻均始终高于其他试 样，这说明了 45°的试样耐腐蚀性能最佳. 结合微 观结构的表征可将 SLM–Ti6Al4V 试样在 NaF 溶 液中的腐蚀机制归纳为如下：当 NaF 浓度低于临 界值时，试样表面 TiO2 钝化膜的生长过程能够 与其溶解过程达到动态平衡[19−21] ，保护性能较好 的 TiO2 钝化膜能够在试样表面稳定存在，因而 SLM–Ti6Al4V 在较低 NaF 浓度的溶液中有较好 的耐腐蚀性能，如图 4～6 所示. 随着 NaF 浓度升 高，TiO2 的溶解速度增加，当 NaF 浓度超过临界值 时，平衡状态被打破，TiO2 钝化膜遭到严重破坏. 此时，试样基体将与腐蚀性溶液直接接触，试样 按照式（2）和（3）发生活性溶解，腐蚀形貌如图 7 所示[21−24] ： Ti+6F− ←→ TiF3− 6 ads +3e− （2） TiF3− 6 ads −→ TiF2− 6 sol +e − （3） 式中，“ads”和“sol”分别表示吸收在试样表面和扩 散到溶液中的离子. 造成打印角度为 45°试样的耐腐蚀性能优于 另外两个打印角度的试样的原因可能有：（I）晶粒 尺寸. 研究表明 SLM–Ti6Al4V 中柱状晶的耐腐 150000 (a) 100000 50000 0 0 50000 100000 150000 −Z″/(Ω·cm2 ) Z′/(Ω·cm2 ) 0 mol·L−1 0.0005 mol·L−1 0.00075 mol·L−1 0.001 mol·L−1 0.002 mol·L−1 0.005 mol·L−1 2000 2500 3000 2000 1500 1500 1000 1000 500 500 0 0 −Z″/(Ω·cm2 ) Z′/(Ω·cm2 ) 150000 (c) 100000 50000 0 0 50000 100000 200000 150000 −Z″/(Ω·cm2 ) Z′/(Ω·cm2 ) 0 mol·L−1 0.0005 mol·L−1 0.00075 mol·L−1 0.001 mol·L−1 0.002 mol·L−1 0.005 mol·L−1 4000 5000 3000 3000 2000 2000 1000 0 1000 0 −Z″/(Ω·cm2 ) Z′/(Ω·cm2 ) 200000 150000 (b) 100000 50000 0 0 50000 100000 150000 200000 250000 −Z″/(Ω·cm2 ) Z′/(Ω·cm2 ) 0 mol·L−1 0.0005 mol·L−1 0.00075 mol·L−1 0.002 mol·L−1 0.001 mol·L−1 0.005 mol·L−1 3000 4000 5000 4000 2000 3000 1000 2000 1000 0 0 −Z″/(Ω·cm2 ) Z′/(Ω·cm2 ) 500000 2000 1000 0 400000 200000 300000 100000 0 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 Rp/(Ω·cm2 ) Rp/(Ω·cm2 ) C/(mol·L−1) 0.002 0.003 0.004 C/(mol·L−1) (d) 30° 45° 60° 0.001 0.005 (e) Rs Rf Solution Passive film Matrix CPEf (f) Rs Rd Rct Solution Passive film Matrix CPEf CPEdl 图 6    不同打印角度的 SLM–Ti6Al4V 试样的电化学交流阻抗图（（a）30°，（b）45°，（c）60°），极化电阻图（d），以及等效电路图（e, f） Fig.6     EIS  results  of  SLM –Ti6Al4V  with  different  fabrication  angles  ((a)  30°,  (b)  45°,  and  (c)  60°);  polarization  resistance  (d);  and  the  equivalent electrical circuits (e, f) 王    尧等： 不同打印角度 SLM–Ti6Al4V 组织结构及其在含氟离子溶液中的腐蚀行为 · 681 ·