第十三届全国青年表面工程学术会议

15 / 2021-03-11 11:18:44

低共熔溶剂中电化学抛光Nb的研究

低共熔溶剂,电抛光,铌

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铌被广泛应用于加速器领域，目前国内外统用的铌表面抛光方法，均采用以HF为主的混酸溶液作为电解液，在操作过程中存在极大的安全隐患。本研究课题采用绿色环保的氯化胆碱基低共熔溶剂作电解液，对铌样品进行抛光处理研究。采用阳极极化及电化学交流阻抗方法，考察了铌的电抛光机理。研究表明抛光受电荷转移步骤与传质步骤控制，形成的氧化铌膜为致密膜层。研究了主要抛光参数（抛光电压和温度）对样品的表面粗糙度、金属光泽度和溶液特性等的影响，确定最优的抛光参数，实现具有低粗糙度和镜面效果的铌样品的可控抛光。采用XRD和XPS，对抛光前后的铌样片进行表征分析。结果表明，抛光前后的样品晶体结构发生变化，晶粒尺寸明显减小，择优取向发生变化。XPS深度剖析结果表明，随着剥离深度的增加，低价态的Nb、NbO含量增加，中间价态的NbO₂先增加后减少，而高价态的Nb₂O₅含量不断减小，结果表明Nb→Nb²⁺→Nb⁴⁺→Nb⁵⁺的转化过程。