钛基合金抗高温氧化搪瓷涂层制备及性能表征

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1、第42卷第4期2010年8月南京航JournalofNanjing空航天大学学报UniversityofAeronautics&AstronauticsV01．42No．4Aug．2010钛基合金抗高温氧化搪瓷涂层制备及性能表征陶杰1黄镇东2刘红兵1汪涛1王月琴1郭(1．南京航空航天大学材料科学与技术学院，南京，210016；2．香港科技大学机械工程系，香港)训忠1摘要：为解决钛及其舍全抗高温氧化烧蚀问题．采用两搪两烧方法在TAl与TC4基体表面制备厚90～110pm的搪瓷涂层。利用X射线衍射仪，光学和扫描电子显微镜表征搪瓷涂

2、层的显微结构、界面形貌，通过EDS线扫描分析界面处主要元素分布，试验结果表明搪瓷涂层结构致密。与基体形成化学结合，抗落球冲击和热震性能优异。最后通过7509C下，100h不连续高温氧化试验表明，搪瓷涂层是一种有效的抗高温氧化涂层．关键词：钛及其舍金；搪瓷涂层；抗高温氧化中图分类号：TGl74．45文献标识码：A文章编号：1005—2615(2010)04—0505—05PreparationandCharacterizationofAnti-oxidationEnamelCoatingforTi-basedAlloysatHi

3、ghTemperatureTaoJiel，HuangZhendon92，LiuHongbin91，WangTa01，WangYueqinl，GuoXunzhon91(1．CollegeofMaterialScienceandTechnology。NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China}2．DepartmentofMechanicalEngineering，HongKongUniversityofScienceandTechnology·H

4、ongKong)Abstract：Theenamelcoatingwiththethicknessof90-110micronsispreparedonTAlandTC4titaniumsubstratestosolvetheproblemsofhightemperatureoxidationaftercoatingandenamelingfortwice．Themicrostructureandtheinterracialmorphologyofthesamplesarerespectivelycharacterizedby

5、X—raydiffractometer，opticalandscanningelectronmicroscopy．TheprofilesofmainelementsattheinterfacebetweenthesubstratesandenamelcoatingareanalyzedbyEDS．Experimentalresultsindicatethatthedenseenamelcoatinghasperfectthermalshockandball—droppingimpactresistancepropertieso

6、wingtochemicalbondingattheinterface．Itisconcludedfromtheresultsoftheoxidationtestat750。Cfor100hthattheenamelcoatingisaneffectiveanti—oxidationcoatingatthehightemperature．Keywords：Titaniumanditsalloys；enamelcoating；high-temperatureoxidationresistance钛和钛合金因密度小、比强度高、耐高

7、温、耐腐蚀、无磁、生物相容性好以及良好的力学性能、热学性能、高的储氢能力等优点，在化工、航空航天、能源、海洋开发以及医学和核工业等领域得到了广泛应用[1。]。而钛基合金属于活泼金属，与氧有很强的亲和力，在低温时很快形成一层致密的TiO。保护膜阻碍氧化的继续进行。当其在航空航天领域应用时，经常要经受从高温到低温的急冷急热过程，此时由于二者热膨胀系数的差别将导致氧化膜的开裂与剥离，从而导致钛基合金的进一步氧化，最终导致钛合金件的失效并最终威胁到整个飞行器的安全。因此解决钛合金抗高温氧化烧蚀问题对于钛合金在航空航天领域的安全使用至关

8、重要阻11】。用于提高钛及其合金抗高温氧化性能的方法基金项目：国家自然科学基金(50571045)资助项目；江苏省重大成果专项基金(BA2006067)资助项目。收稿日期：2009一lO一13；修订日期：2009—12—30作者简介：陶杰，男，教授，博士生导师，1963年10