第十三届全国青年表面工程学术会议

259 / 2021-04-19 14:16:40

阳极氧化提高TiAl合金抗高温氧化性能

阳极氧化,抗高温氧化,钛铝合金

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TiAl基合金因其具备低密度以及高比屈服强度和抗蠕变性等特点，被广泛应用于航空航天，汽车和能源工业中。然而，在高温条件下，非保护性氧化皮的形成限制了其进一步应用发展。高温防护涂层技术能够在不显著影响基体材料力学性能的前提下有效提高其抗高温氧化能力。但由于涂层与基体之间结合力较差，易发生相互扩散，涂层易脱落现象，减少高温防护涂层的服役时间。因此采用更为有效的处理方式来提高TiAl合金在高温下的抗氧化性显得尤为重要。

本文提出采用阳极氧化技术，在含氟溶液中采用阳极氧化技术在TiAl合金表面制备致密、富铝含氟的阳极氧化膜以提高其抗高温氧化性能。经阳极氧化处理的样品在1000℃高温氧化100 h后，表面十分致密平整，不产生裂纹和剥落，增重仅为0.81 mg cm^-2，而未经改性的Ti-50Al增重达82.40 mg cm^-2。这是由于在阳极氧化过程中，钛氟化物在电解液中的溶解度高于铝氟化物，形成了一层富铝含氟的阳极氧化膜。在高温氧化时，由于卤素效应的作用，铝氟化物通过孔洞和裂纹选择性迁移到氧化膜外表面，并且由于氧的内扩散，向外迁移的铝氟化物在氧化膜内及氧化膜外表面被氧化，最终形成一层连续致密的氧化铝膜，对基体具有良好的保护作用，使TiAl合金的高温抗氧化性能显著提高。