表面陽極氧化處理Ti-Al系合金的微觀組織結(jié)構(gòu)及性能研究.pdf

1、本文利用真空非自耗電弧熔煉爐制備了包括Ti3Al、TiAl、TiAl3三種金屬間化合物在內(nèi)的一系列Ti-Al系合金的紐扣錠，并通過均勻化退火使紐扣錠成分更加均勻。在NaOH-H2O2體系和H2SO4-HF體系中，通過陽極氧化處理，分別在Ti-Al系合金表面獲得了有序多孔陽極氧化層。研究了不同陽極氧化工藝對多孔陽極氧化層的多孔結(jié)構(gòu)及厚度的影響，分析了Ti3Al表面納米管陣列層的形成機(jī)理，探討了三種金屬間化合物表面多孔陽極氧化層的成分及相組

2、成。對在H2SO4-HF體系中陽極氧化處理后的部分試樣分別在700℃、800℃靜態(tài)空氣中進(jìn)行高溫循環(huán)氧化實(shí)驗(yàn)，研究了不同陽極氧化工藝對基體抗氧化性能的影響，分析了高溫氧化后試樣的表面及橫截面形貌，闡述了有序多孔陽極氧化層的抗氧化性機(jī)理。
　　在NaOH-H2O2體系中對Ti3Al、TiAl、TiAl3三種金屬間化合物進(jìn)行陽極氧化處理，在30V電壓下，三種金屬間化合物表面均形成了具有雙層多孔結(jié)構(gòu)的陽極氧化層，表層為三維、連續(xù)、開口的

3、納米多孔結(jié)構(gòu)，里層為有序排列的納米孔，氧化層主要由Al、TiO2、Al2O3和Al(OH)3組成。在60V電壓下，只有TiAl表面形成有序多孔結(jié)構(gòu)的陽極氧化層，陽極氧化時(shí)間為15min時(shí)，陽極氧化層由平均尺寸為103nm的亮白色納米管陣列構(gòu)成，隨著時(shí)間的增加，納米管陣列層逐漸被平均孔徑為438nm的有多孔結(jié)構(gòu)取代。
　　在H2SO4-HF體系中陽極氧化處理后，獲得兩種結(jié)構(gòu)不同的多孔陽極氧化層，Ti3Al表面陽極氧化層為納米管陣列結(jié)

4、構(gòu)，其余Ti-Al合金表面的陽極氧化層均為有序多孔結(jié)構(gòu)。多孔陽極氧化層的單管（孔）直徑隨電壓的增加而線性增加，隨著Al含量的增加而減小。多孔陽極氧化層的厚度主要與電壓、時(shí)間和溫度有關(guān)，隨電壓、時(shí)間和溫度的增加而增加，最大厚度可達(dá)到1.4μm。三種金屬間化合物表面多孔氧化層主要由TiO2和Al2O3組成，隨著Al含量的增加，氧化層中Al2O3所占比例增加。
　　700℃靜態(tài)空氣中，陽極氧化處理后的Ti3Al和TiAl試樣的抗氧化性能