钛合金表面原位生长含α-Al2O3相高硬度陶瓷膜的研究

无机材料学报, 2004, 19(4): 881-886. doi: 10.3321/j.issn:1000-324X.2004.04.029

钛合金表面原位生长含α-Al2O3相高硬度陶瓷膜的研究

孙学通 ^1, , 姜兆华 ^2, , 李延平 ^3, , 辛世刚 ^4, , 姚忠平 ^5,

1.哈尔滨工业大学应用化学系,哈尔滨,150001

2.哈尔滨工业大学应用化学系,哈尔滨,150001

3.哈尔滨工业大学应用化学系,哈尔滨,150001

4.哈尔滨工业大学应用化学系,哈尔滨,150001

5.哈尔滨工业大学应用化学系,哈尔滨,150001

基金项目: 国家自然科学基金(50171026)

关键词：微等离子氧化 , 钛合金 , 陶瓷膜 , 相组成

In Situ Preparation of Hard Ceramic Coating Containing α-Al2O3 on TC4 Alloy

在NaAlO2溶液中,采用微等离子氧化法在Ti-6Al-4V合金表面制备出含α-Al2O3 相高硬度陶瓷膜.利用显微硬度计分析了膜层的硬度及其分布,用落球冲击法、耐热循环冲击法研究了膜层与基体的界面结合情况,并探讨了在微等离子体氧化过程中电解液浓度和负相/ 正相电流比(Ic/Ia)对膜层相组成和力学性能的影响规律.结果表明:在浓度较高的铝酸钠溶液中(0.15～0.20mol/L)得到的膜层含有大量α-Al2O3相且随着Ic/Ia比例减小α-Al2O3相的含量增加,此种膜层硬度为1100～1600Hk50g;而在低浓度溶液中(≤0.050mol/L)得到的膜层只含有Al2TiO5和金红石型TiO2,硬度仅为500～850Hk50g.横截面硬度分布:从界面处到膜的表层硬度逐渐增大并在达到最大值后缓慢下降.利用SEM观察了经落球冲击后膜层的表面的状态,发现膜层表面无裂纹及脱落的现象,膜层与基体结合良好.另外,在耐热循环冲击试验中厚度最低的膜层热冲击循环次数最高.

参考文献

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