钛合金表面原位生长含α-Al2O3相高硬度陶瓷膜的研究
来源期刊：无机材料学报2004年第4期
论文作者：姚忠平 姜兆华 李延平 辛世刚 孙学通
关键词：微等离子氧化; 钛合金; 陶瓷膜; 相组成;
摘 要：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.
姚忠平1，姜兆华1，李延平1，辛世刚1，孙学通1
(1.哈尔滨工业大学应用化学系,哈尔滨,150001)
摘要: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.
关键词:微等离子氧化; 钛合金; 陶瓷膜; 相组成;
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