鈦合金微弧氧化陶瓷膜的制備及結(jié)合強(qiáng)度研究.pdf

1、本文在硅酸鹽-次磷酸鹽電解液體系中，采用微弧氧化法在Ti-6Al-4V合金表面原位生長氧化物陶瓷膜，研究了電解液配方和工藝參數(shù)對陶瓷膜層組成、結(jié)構(gòu)和抗熱震性能的影響，優(yōu)化陶瓷膜層制備工藝；分析了陶瓷膜層與基體的界面結(jié)合特點(diǎn)和影響界面結(jié)合的關(guān)鍵因素。
　　利用掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線散射能譜儀（EDS）、X射線衍射儀（XRD）及X射線光電子能譜儀（XPS）等測試技術(shù)研究了陶瓷膜的表面形貌和物相組成；利用熱震實(shí)驗(yàn)研究了膜層的抗

2、熱震性能；利用垂直拉伸試驗(yàn)測試膜層與基體的結(jié)合強(qiáng)度。
　　結(jié)果表明：微弧氧化法所制備的陶瓷膜的組成、結(jié)構(gòu)與電解液的濃度、電源參數(shù)等條件有關(guān)。陶瓷膜主要由金紅石型和銳態(tài)礦型TiO2以及大量非晶態(tài)的硅氧化合物，鈦元素在膜層中以Ti4+存在。雙相脈沖條件下陶瓷膜層厚度隨硅酸鈉濃度、負(fù)相電流、電源頻率提高或延長氧化時(shí)間而增加。隨著正相電流提高，膜層中的銳鈦礦型和金紅石相TiO2同時(shí)增加，隨著負(fù)相電流的增加，金紅石相先減小后增加。膜層表面硅

3、元素的含量隨著硅酸鈉濃度、電源頻率和反應(yīng)時(shí)間增加而增多，鈦元素含量與之相反。單相脈沖比雙相脈沖制備的膜層厚度薄，膜層中的金紅石相隨電流密度的增加而增加，膜層表面硅元素和鈦元素含量變化特點(diǎn)與雙相脈沖膜層一致。
　　雙相脈沖條件下膜層的抗熱震性能明顯好于單相，膜層的抗熱震性能與電解液濃度、負(fù)相電流、電源頻率、反應(yīng)時(shí)間密切相關(guān)。利用熱震實(shí)驗(yàn)和膜層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)優(yōu)化雙相脈沖條件下陶瓷膜層制備工藝：硅酸鈉40g/L，次磷酸鈉0.5g/L，電源頻率