鈦合金微等離子體氧化陶瓷膜的制備及性能研究.pdf

1、鈦合金具有比重小、比強度高、耐熱性強、耐腐蝕性好、疲勞強度高等優(yōu)點，被譽為“崛起的第三金屬”，日益廣泛地應用于航空航天、石油、原子能、船舶制造和外科植入體等高新技術領域中。但是，由于其耐磨性差、容易發(fā)熱膠著，極易發(fā)生高溫氧化和吸氫現(xiàn)象從而導致塑性和強度下降；在高溫或pH<2的條件下使用時，容易出現(xiàn)極小的裂紋，產(chǎn)生縫隙腐蝕；同時其標準電極電位為-1.63V，會和與之相接觸的電極電位差較大的其它金屬元件產(chǎn)生較強烈的接觸腐蝕，限制了其應用范圍

2、。為此，采用表面處理技術改善其使用性能十分重要的。 本文中采用微等離子體氧化技術在鈦合金（TC4）表面原位生成陶瓷膜。主要研究了制備陶瓷膜的三種不同體系電解液配方及其相應的工藝參數(shù)，分析了影響陶瓷膜性能的相關因素；通過XRD、SEM分析了陶瓷層的相組成和微觀結構；并初步探討了陶瓷膜的生長機理。 通過試驗研究，得到了制備陶瓷膜的3個優(yōu)化電解液配方及相應的工藝參數(shù)。并通過分析得到如下規(guī)律：（1）電解液體系對膜層性能的影響規(guī)律

3、；（2）電流密度對膜層性能的影響規(guī)律；（3）終極電壓對膜層性能的影響規(guī)律；（4）氧化時間對膜層性能的影響規(guī)律等。建立了不同體系陶瓷膜的生長動力學模型。研究表明，鈦合金微等離子氧化陶瓷膜主要由R-TiO2相、A-TiO2相及電解液沉積物燒結Al2O3·TiO2相等組成，不同電解液體系所得膜層的相組成不同。陶瓷膜的厚度約為10～40μm，硬度約為600～750HV。膜層的微觀表面有眾多的微孔，微孔周圍堆積著等離子體燒結產(chǎn)物。 鈦合金