导致钛阳极出现涂层失效问题的原因有哪些?


导致钛阳极涂层失效的核心原因可分为涂层自身特性缺陷、电解工况失控、基体预处理不当三大类,具体如下:

1. 涂层自身特性与制备缺陷

①. 成分设计不合理:涂层活性成分与稳定剂比例失衡,例如活性成分占比过高易加速溶解,占比过低则初始催化活性不足,均缩短寿命。

②. 制备工艺缺陷:涂覆时厚度不均、烧结温度/时间不当。

③. 涂层结构缺陷:制备过程中产生针孔、微裂纹,电解液易渗入并侵蚀钛基体,破坏涂层与基体的结合界面,导致涂层剥落。

2. 电解工况参数失控

①. 电流密度异常:长期超过设计电流密度,会加剧涂层活性成分的电化学溶解,同时导致局部过热,加速涂层晶界氧化;电流密度过低则可能引发涂层钝化。

②. 电解液环境恶化:

 -腐蚀性离子超标:Cl⁻、F⁻等强腐蚀性离子浓度过高,会通过涂层缺陷渗透,优先腐蚀钛基体,导致涂层失去支撑而剥落。

 - pH值失控:酸性过强会加速贵金属氧化物涂层溶解,碱性过强可能导致涂层与基体发生化学反应,破坏结合力。

 - 杂质积累:电解液中Fe³⁺、Cu²⁺等重金属杂质会在涂层表面沉积,覆盖活性位点,同时可能与涂层成分发生置换反应,降低催化活性。

③. 温度与波动过大:电解温度超过设计上限,会加速涂层离子扩散和晶化;频繁启停设备导致温度骤变,涂层与钛基体因热膨胀系数差异产生内应力,引发裂纹。

3. 钛基体预处理与安装问题

①. 基体预处理不彻底:钛基体表面存在油污、氧化膜或锈蚀,会导致涂层与基体无法形成牢固的化学结合,电解中易从界面处剥离。

②. 安装与机械损伤:运输或安装时碰撞、摩擦造成涂层划伤,形成局部失效点;电极间距不均导致电流分布偏流,局部区域电流密度过高,加速该部位涂层损耗。