TC4钛合金表面交流微弧氧化膜研究

无机材料学报

TC4钛合金表面交流微弧氧化膜研究

薛文斌^1,2; 王超^1,2; 邓志威^1,2; 林志³

1. 北京师范大学低能核物理研究所射线束与材料工程开放实验室, 北京 100875; 2. 北京市辐射中心北京; 北京100875; 3. 北京科技大学新金属材料国家重点实验室北京 100083

收稿日期:2001-02-23 修回日期:2001-04-16 出版日期:2002-03-20 网络出版日期:2002-03-20

Ceramic Coatings on TC4 Titanium Alloy Deposited by AC Microarc Oxidation

XUE Wen-Bin^{1; 2}; WANG Chao^1,2; DENG Zhi-Wei^1,2; LIX Zhi³

1.; Key Laboratory for Radiation Beam Technology and Materials Modification; Institute of Low Energy Nuclear Physics; Beijing Normal University; Beijing 100875; China; 2. Beijing Radiation Center; Beijing 100875; 3. State Key Laboratory of Advanced Metals and Materials, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China

Received:2001-02-23 Revised:2001-04-16 Published:2002-03-20 Online:2002-03-20

摘要/Abstract

摘要： 在铝酸盐溶液中，采用交流微弧氧化方法在ＴＣ４钛合金表面制备出氧化物陶瓷膜．使用显微力学探针测定了膜的硬度和弹性模量分布，并探讨了微弧放电对氧化膜和钛合金基体组织、性能的影响．结果表明，钛合金表面经微弧氧化处理后，膜／金属界面附近钛合金基体显微组织保持不变，基体上也不存在硬化区．另外，来自溶液氧原子没有扩散进入未氧化的钛合金基体．氧化膜的显微硬度和弹性模量分布有相似的变化规律．从膜表层到膜内部，硬度和弹性模量逐渐增加．靠近钛／膜界面附近时达到最大值。分别为１３和２３０ＧＰａ膜不同深度处ＴｉＯ_２金红石和ＴｉＡｌ_２Ｏ_５尖晶石相的相对含量变化决定了硬度和弹性模量分布．

关键词: 微弧氧化, 钛合金, 弹性模量, 显微硬度

Abstract: An oxide coating on TC4 Titanium alloy was prepared in an aluminate solution by the alternating-current
microarc oxidation (MAO) method. The microhardness (H) and elastic modulus (E) of the MAO ceramic coating were determined by the mechanical
properties microprobe. The influence of microarc discharge on microstructure and properties of the coating and alloy substrate were discussed. The
microarc discharge process has hardly influence on the microstructure of the alloy substrate. No oxygen atoms from the solution diffuse into the unoxidized
titanium substrate. The hardness and elastic modulus profiles of the MAO coating are similar. From the coating surface to the interior of the
coating, H and E gradually increase. H and E can reach maximum values of 13GPa and 230GPa respectively in the coating near the interface.
The changes in relative contents of TiO₂ rutile and TiAl₂O₅ spinel along the coating thickness determine H and E profiles in the
coating.

Key words: microarc oxidation: titanium alloy, microhardness, elastic modulus

中图分类号:

TQ174

薛文斌,王超,邓志威,林志. TC4钛合金表面交流微弧氧化膜研究[J]. 无机材料学报.

XUE Wen-Bin,WANG Chao,DENG Zhi-Wei,LIX Zhi. Ceramic Coatings on TC4 Titanium Alloy Deposited by AC Microarc Oxidation[J]. Journal of Inorganic Materials.

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