。70 北京科技大学学报 第31卷 不同的粗糙度，在较低的高氯酸含量的溶液中抛光 会得到相对平整光滑的试片表面. b) (c) 125μm 图2电化学抛光后的钛合金表面光学显微镜片.()高氯酸体积分数为5%：(b)高氯酸体积分数为10%：(c)高氯酸体积分数为15% Fig 2 Optical micmgraphs of the suface of clect mopolished titarium alloy:(a)polished in the solution of 5%perchloric acid;(b)polished in the solution of 10%perchbric acid:(c)polished in the solution of 15%perchbric acid 以失重法按照下式估计抛光过程中基体厚度和 液中初始阶段生成的覆盖物厚度较大，相对致密，缺 平均抛光速率随时间的变化.图3为抛光过程中的 陷较少，附着力也较大：该层物质的覆盖使得基体与 失重时间曲线.图4为由下式计算出的抛光过程 溶液隔离开来，能够与之反应的有效物质浓度减小. 中近似腐蚀速率变化曲线. 因此与低高氯酸含量的溶液相比，高氯酸含量高的 v=Mh=-Am (1) 溶液中腐蚀速度较小：而且因为离子只有在特定区 t PSt 域（膜中缺陷、小孔）才能穿过覆盖物，基体表面的腐 式中，△h为抛光过程中试片的厚度变化，△m为试 蚀也是不均匀的（粗糙度大，坑状溶解）.图2（©中 片的失重，p为钛合金的密度，S为试片的抛光面 的小坑就是这种腐蚀方式的结果 积，t为抛光时间. 18 0.08 6 。-56 ◆-106 -5% 4-15% 0.06 ◆-10% +-15% 104 =0.04 8 0.02 4 0 2 4 6810121416 02 4 681012141618 抛光时间min 抛光时间min 图3不同高氯酸含量溶液中的电化学抛光失垂一时间曲线 图4不同高氯酸含量的溶液中的电化学抛光平均腐蚀速率曲 Fig.3 Curves of weight loss to time in the solutions with different 线 concent rations of perhbric acid Fig.4 Curves of average comrosion rate to time in the solutions with different concent rations of perehloric acid 从图3和图4可以看出，在相同的电流密度下 随着抛光溶液中高氯酸含量的增加其腐蚀速率反而 从图3的曲线可以看出，在相同电流密度、不同 减小.这种现象可以作如下的解释：在抛光开始的 高氯酸含量的溶液中进行抛光，△m随时间t的变 短暂时间内，溶液中的氧化性物质首先在钛合金的 化(d0m/dt)基本上符合线性函数关系，各不同溶 表面与其发生反应生成一层黏性产物19，溶液中的 液对应的曲线在纵轴上具有基本相同的截距，但是 高氯酸含量不同，其表面生成的氧化物在试片表面 具有不同的变化系数.从这三条曲线具有不同的变 覆盖的致密程度、与试片表面的结合力以及氧化物 化系数也可以推断不同高氯酸含量的溶液中会有不 本身的缺陷面密度都不相同.高氯酸含量较高的溶 同的腐蚀模式不同的粗糙度, 在较低的高氯酸含量的溶液中抛光 会得到相对平整光滑的试片表面 . 图 2 电化学抛光后的钛合金表面光学显微镜片.( a) 高氯酸体积分数为 5%;( b) 高氯酸体积分数为10%;( c) 高氯酸体积分数为 15% Fig.2 Optical micrographs of the su rf ace of electropolished titanium alloy :( a) polished in the solution of 5%perchloric acid;(b) polished in the solution of 10%perchloric acid;( c) polished in the solution of 15%perch loric acid 以失重法按照下式估计抛光过程中基体厚度和 平均抛光速率随时间的变化.图 3 为抛光过程中的 失重-时间曲线.图 4 为由下式计算出的抛光过程 中近似腐蚀速率变化曲线 . v = Δh t =- Δm ρSt ( 1) 式中, Δh 为抛光过程中试片的厚度变化, Δm 为试 片的失重, ρ为钛合金的密度, S 为试片的抛光面 积, t 为抛光时间 . 图 3 不同高氯酸含量溶液中的电化学抛光失重-时间曲线 Fig.3 Curves of w eight loss to time in the solutions w ith diff erent concentrations of perchloric acid 从图 3 和图 4 可以看出, 在相同的电流密度下 随着抛光溶液中高氯酸含量的增加其腐蚀速率反而 减小.这种现象可以作如下的解释:在抛光开始的 短暂时间内, 溶液中的氧化性物质首先在钛合金的 表面与其发生反应生成一层黏性产物 [ 10] , 溶液中的 高氯酸含量不同, 其表面生成的氧化物在试片表面 覆盖的致密程度 、与试片表面的结合力以及氧化物 本身的缺陷面密度都不相同.高氯酸含量较高的溶 液中初始阶段生成的覆盖物厚度较大, 相对致密, 缺 陷较少, 附着力也较大 ;该层物质的覆盖使得基体与 溶液隔离开来, 能够与之反应的有效物质浓度减小. 因此与低高氯酸含量的溶液相比, 高氯酸含量高的 溶液中腐蚀速度较小 ;而且因为离子只有在特定区 域( 膜中缺陷 、小孔) 才能穿过覆盖物, 基体表面的腐 蚀也是不均匀的( 粗糙度大, 坑状溶解) .图 2( c) 中 的小坑就是这种腐蚀方式的结果 . 图 4 不同高氯酸含量的溶液中的电化学抛光平均腐蚀速率曲 线 Fig.4 Cu rves of average corrosi on rate to time in the solutions with different concentrations of perchloric acid 从图 3 的曲线可以看出, 在相同电流密度、不同 高氯酸含量的溶液中进行抛光, Δm 随时间 t 的变 化( dΔm/d t) 基本上符合线性函数关系, 各不同溶 液对应的曲线在纵轴上具有基本相同的截距, 但是 具有不同的变化系数.从这三条曲线具有不同的变 化系数也可以推断不同高氯酸含量的溶液中会有不 同的腐蚀模式. · 70 · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 31 卷