CN109468678A - 一种用于高熔点高熵合金的电解腐蚀溶液及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于高熔点高熵合金的电解腐蚀溶液及其使用方法，电解腐蚀溶液原料组分为高氯酸溶液、H2O和C2H5OH，的体积比为1:(2～3):(10～15)；方法为：(1)在电解槽内放置电解腐蚀溶液；(2)将高熔点高熵合金作为阳极，碳棒作为阴极；(3)通过直流电源对阴极和阳极通电，对高熔点高熵合金进行电解腐蚀；(4)将电解腐蚀后的高熔点高熵合金取出后清理表面，用于组织形貌观测。本发明的电解腐蚀溶液通过电解的方法，能够得到理想的腐蚀效果，能够观测到清晰的枝晶组织及组织缺陷。

Description

一种用于高熔点高熵合金的电解腐蚀溶液及其使用方法
技术领域
本发明属于电解技术领域，特别涉及一种用于高熔点高熵合金的电解腐蚀溶液及其使用方法。
背景技术
高熵合金是由五种或五种以上元素混合而成，具有高强度、高硬度、耐磨性和耐腐蚀性等特性；高熔点高熵合金不仅具有一般高熵合金具有的性能，在高温性能方面的表现也要强于普通合金；基于观测高熵合金的组织形貌，通常要通过腐蚀溶液对高熵合金进行腐蚀；普通高熵合金一般使用王水进行腐蚀，但是王水不适用于高熔点高熵合金的腐蚀，而且王水制备和保存很不方便。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于高熔点高熵合金的电解腐蚀溶液及其使用方法，通过调整溶液组分以及改进腐蚀电解工艺，使高熔点高熵合金进行腐蚀的效果更加理想，操作更简便。
本发明的用于高熔点高熵合金的电解腐蚀溶液的原料组分为高氯酸溶液、H2O和C2H5OH，其中高氯酸溶液、H2O和C2H5OH的体积比为1:(2～3):(10～15)；所述的高氯酸溶液的质量浓度为70％。
本发明的用于高熔点高熵合金的电解腐蚀溶液的制备方法为：将高氯酸溶液、水和无水乙醇混合均匀。
本发明的用于高熔点高熵合金的电解腐蚀溶液的使用方法包括以下步骤：
1、在电解槽内放置电解腐蚀溶液；
2、将高熔点高熵合金置于电解腐蚀溶液内作为阳极，将碳棒置于电解腐蚀溶液内作为阴极，将阴极和阳极通过导线与直流电源的两极连接；
3、通过直流电源对阴极和阳极通电，对高熔点高熵合金进行电解腐蚀，其中阳极电压为25～30VDC，电解腐蚀溶液的温度为15～40℃，电解腐蚀的时间为5～30s；
4、将电解腐蚀后的高熔点高熵合金取出后清理表面，然后用于组织形貌观测。
上述的高熔点高熵合金的元素为Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo和Ta中的五种或五种以上。
上述的步骤4中，表面处理的步骤为：
1、将电解腐蚀后的高熔点高熵合金用酒精清洗表面，然后将表面的酒精吹干，再采用机械抛光的方式去除表面的电解产物；
2、将取出表面电解产物的高熔点高熵合金再次用酒精清洗表面，然后将表面的酒精吹干，再浸入丙酮中，施加超声波清洗，去除表面残留的细小电解产物；
3、将超声波清洗后的高熔点高熵合金第三次用酒精清洗表面，然后将表面的酒精吹干。
上述的高熔点高熵合金选用CrMoNbTaV、MoNbTaVZr、MoNbTaTiZr或MoNbTaTiV。
高熔点高熵合金具有很强的耐蚀性，使用王水进行腐蚀得不到理想的腐蚀效果，采用本发明的电解腐蚀溶液通过电解的方法，能够得到理想的腐蚀效果，能够观测到清晰的枝晶组织及组织缺陷，本发明的方法操作简便、合理、高效。
附图说明
图1为本发明实施例1中MoNbTaTiV合金王水腐蚀一次对比试验获得的金相照片图；
图2为本发明实施例1中MoNbTaTiV合金王水腐蚀二次对比试验获得的金相照片图；
图3为本发明实施例1中MoNbTaTiV合金腐蚀后的金相照片图；
图4为本发明实施例2中CrMoNbTaV合金腐蚀后的金相照片图；
图5为本发明实施例3中MoNbTaTiZr合金腐蚀后的金相照片图；
图6为本发明实施例4中MoNbTaVZr合金腐蚀后的金相照片图。
具体实施方式
本发明实施例中采用的CrMoNbTaV、MoNbTaVZr、MoNbTaTiZr和MoNbTaTiV为各元素等摩尔比的高熵合金。
本发明实施例中形貌观测采用的设备为奥林巴斯倒置金相显微镜，型号GX71。
本发明实施例中采用的高氯酸溶液和无水乙醇为市购分析纯试剂。
本发明实施例中采用的水为去离子水。
本发明实施例中采用的酒精和丙酮为市购产品。
本发明实施例中高熔点高熵合金制成平板后作为阳极，厚度2～3mm。
本发明实施例中阳极板的尺寸10mm×10mm。
本发明实施例中高熔点高熵合金在进行电解腐蚀前，先经过粗磨、细磨和抛光，去除表面杂质。
本发明实施例中采用的阴极碳棒为市购产品。
实施例1
将高氯酸溶液、水和无水乙醇混合均匀，制成电解腐蚀溶液；所述的高氯酸溶液的质量浓度为70％，高氯酸溶液、H2O和C2H5OH的体积比为1:2:10；
在电解槽内放置电解腐蚀溶液；
将MoNbTaTiV高熔点高熵合金置于电解腐蚀溶液内作为阳极，将碳棒置于电解腐蚀溶液内作为阴极，将阴极和阳极通过导线与直流电源的两极连接；
通过直流电源对阴极和阳极通电，对高熔点高熵合金进行电解腐蚀，其中阳极电压为27VDC，电解腐蚀溶液的温度为25℃，电解腐蚀的时间为10s；
将电解腐蚀后的高熔点高熵合金取出后，用酒精清洗表面，然后将表面的酒精吹干，再采用机械抛光的方式去除表面的电解产物；
将取出表面电解产物的高熔点高熵合金再次用酒精清洗表面，然后将表面的酒精吹干，再浸入丙酮中，施加超声波清洗，去除表面残留的细小电解产物；
将超声波清洗后的高熔点高熵合金第三次用酒精清洗表面，然后将表面的酒精吹干，最后用于组织形貌观测；通过光学显微镜进行观察，结果如图3所示，能够观察明显的枝晶组织；采用相同合金通过王水处理后进行两次对比试验，观测结果分别如图1和图2所示。
实施例2
方法同实施例1，不同点在于：
(1)高氯酸溶液、H2O和C2H5OH的体积比为1:3:15；
(2)采用的高熔点高熵合金为CrMoNbTaV；
(3)阳极电压为25VDC，电解腐蚀溶液的温度为20℃，电解腐蚀的时间为20s；
(4)通过光学显微镜进行观察的结果如图4所示。
实施例3
方法同实施例1，不同点在于：
(1)高氯酸溶液、H2O和C2H5OH的体积比为1:2:12；
(2)采用的高熔点高熵合金为MoNbTaTiZr；
(3)阳极电压为30VDC，电解腐蚀溶液的温度为40℃，电解腐蚀的时间为5s；
(4)通过光学显微镜进行观察的结果如图5所示。
实施例4
方法同实施例1，不同点在于：
(1)高氯酸溶液、H2O和C2H5OH的体积比为1:3:13；
(2)采用的高熔点高熵合金为MoNbTaVZr；
(3)阳极电压为28VDC，电解腐蚀溶液的温度为15℃，电解腐蚀的时间为30s；
(4)通过光学显微镜进行观察的结果如图6所示。

Claims (6)

1.一种用于高熔点高熵合金的电解腐蚀溶液，其特征在于原料组分为高氯酸溶液、H2O和C2H5OH，其中高氯酸溶液、H2O和C2H5OH的体积比为1:(2～3):(10～15)；所述的高氯酸溶液的质量浓度为70％。
2.根据权利要求1所述的一种用于高熔点高熵合金的电解腐蚀溶液，其特征在于制备方法为：将高氯酸溶液、水和无水乙醇混合均匀。
3.一种权利要求1所述的用于高熔点高熵合金的电解腐蚀溶液的使用方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)在电解槽内放置电解腐蚀溶液；
(2)将高熔点高熵合金置于电解腐蚀溶液内作为阳极，将碳棒置于电解腐蚀溶液内作为阴极，将阴极和阳极通过导线与直流电源的两极连接；
(3)通过直流电源对阴极和阳极通电，对高熔点高熵合金进行电解腐蚀，其中阳极电压为25～30VDC，电解腐蚀溶液的温度为15～40℃，电解腐蚀的时间为5～30s；
(4)将电解腐蚀后的高熔点高熵合金取出后清理表面，然后用于组织形貌观测。
4.根据权利要求3所述的用于高熔点高熵合金的电解腐蚀溶液的使用方法，其特征在于所述的高熔点高熵合金的元素为Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo和Ta中的五种或五种以上。
5.根据权利要求3所述的用于高熔点高熵合金的电解腐蚀溶液的使用方法，其特征在于步骤(4)中，表面处理的步骤为：
(1)将电解腐蚀后的高熔点高熵合金用酒精清洗表面，然后将表面的酒精吹干，再采用机械抛光的方式去除表面的电解产物；
(2)将取出表面电解产物的高熔点高熵合金再次用酒精清洗表面，然后将表面的酒精吹干，再浸入丙酮中，施加超声波清洗，去除表面残留的细小电解产物；
(3)将超声波清洗后的高熔点高熵合金第三次用酒精清洗表面，然后将表面的酒精吹干。
6.根据权利要求3所述的用于高熔点高熵合金的电解腐蚀溶液的使用方法，其特征在于所述的高熔点高熵合金选用CrMoNbTaV、MoNbTaVZr、MoNbTaTiZr或MoNbTaTiV。
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