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钛合金微弧氧化膜的结构及特性

时间:2016-12-06 13:34:04 来源: 作者: 点击:

    钛合金微弧氧化膜的结构及特性  钛合金具有重量轻、比铝强度大、热稳定性好等优良的综合性能广泛应用于航空、航天
以及民用工业中。但美中不足的是钛合金的表面硬度较低、耐磨性及耐腐蚀较差特别是钛
合金与其它金属接触时很容易发生接触腐蚀严重制约了其进一步应用为此国内外先后对
钛合金表面进行了改性研究以提高其表面性能。传统的表面改性技术有阳极氧化、P V D
C V D、离子注入、热喷涂及热氧化法等。钛合金阳极氧化膜厚度一般小于1µm达到2
3µm己属不易而且硬度低目前仅在装饰涂层方面有所应用。P V DC V D、离子注入及
热氧化法在涂层制备过程中需要保持高温在一定程度上改变了基体与涂层的结构使基体
的力学性能明显变坏( 塑性恶化) P V DC V D及离子注入法需要昂贵的真空或气氛保护
条件制备成本明显提高而热氧化法能耗大、时间长及劳动强度大得到的涂层不均匀。
因此有必要发展新的低成本高性能的涂层制备技术。微弧氧化这一高新技术综合地解决了上
述难题在实践中取得了很好的效果。  钛合金微弧氧化膜层3个不同的层即过渡层、致密层( 内层)和疏
松层(外层) 。各层的薄厚、结构及组成主要受基体的化学成分、电解液组成和处理制度的
影响。由基体内向外分为过渡层、致密层和疏松层。靠近基体的是过渡层。它和基体是冶金
结合膜基结合牢固在多数电解液体系中致密层主要由金红石TiO2 相和少量的锐钛矿
T 相组成过渡层和疏松层主要由锐钛矿 TiO2 相和少量的金红石 TiO2 相组成。电解液
组成的不同使膜层组成相和相的含量不同因而膜层具有不同的性能。  
钛合金微弧氧化技术具有很多优点
( 1 ) 处理后表面获得陶瓷化的氧化膜表面除具有良好的韧性、耐腐蚀、耐磨特性外
还具有功能陶瓷的一些特性如磁电屏蔽能力、生物医学性能及良好的绝缘性( 绝缘电阻大
于100MΩ) 等 
( 2 ) 采用脉冲电流对基体材料热输入小基本上不会恶化材料原有的力学性能  
( 3 ) 氧化膜与基体结合强度高氧化膜组织结构在较宽的范围内可调  
( 4 ) 打磨掉疏松层后工件可基本保持原始尺寸
( 5 ) 设备简单、操作方便经济高效且无三废排放适合绿色环保型表面改性技术
的发展要求。


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