第十四届全国表面工程大会

39 / 2022-08-29 17:21:53

中/高熵合金表面混晶氧化物陶瓷涂层的制备与性能研究

中/高熵合金,微弧氧化,微观结构,耐摩擦性,生物相容性

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与传统合金相比，中/高熵合金成分复杂，相组成简单,具有高强度、高硬度、高耐磨性、高断裂韧性和抗氧化性能等诸多优异性能。但是，针对某些特殊与极端的服役环境，耐腐蚀性、耐摩擦性是制约其应用发展的关键因素。Hf、Nb、Ta、Zr、Ti高熔点金属元素具有优异的生物相容性，TiNbZr和HfNbTaZrTi中/高熵合金与其他生物材料相比具有更高的硬度和更合适的弹性模量，在生物医学应用方面具有很大的发展潜力。微弧氧化技术已经广泛应用于钛合金、镁合金、锆合金等材料的表面改性中，但是对于高熵合金的微弧氧化技术研究还鲜有报道。

本工作以TiNbZr和HfNbTaZrTi为研究对象，通过微弧氧化技术，在合金基体表面原位生长氧化物陶瓷涂层，通过调节微弧氧化过程中工艺参数来调控涂层的物相组成与性能。以上述研究为基础，分析了TiNbZr和HfNbTaZrTi在微弧氧化过程中存在的结晶程度不同与氧化程度不同的问题，总结了TiNbZr和HfNbTaZrTi微观结构演变、微弧氧化工艺参数与其电化学氧化行为之间的内在关系，形成了中/高熵合金表面原位自生陶瓷涂层的制备技术原型，通过电参数调控，获得了高耐磨、高耐蚀的高熵合金表面混晶氧化物陶瓷涂层。