纯钛表面多步合成Ti-Al梯度抗氧化涂层  被引量:3

Reaction Synthesis of Ti-Al Gradient Oxidation Resistant Coatings on Pure Titanium Substrates

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作  者:刘林涛[1] 李争显[1] 王彦峰[1] 李宏战[1] Liu Lintao;Li Zhengxian;Wang Yanfeng;Li Hongzhan(Northwest Institute for Nonferrous Metal Research,Xi’an 710016,China)

机构地区:[1]西北有色金属研究院,陕西西安710016

出  处:《钛工业进展》2018年第6期26-30,共5页Titanium Industry Progress

基  金:国家自然科学基金青年科学基金项目(51501155);陕西省创新人才计划项目(2017KCT-06);科技部国际合作项目(2014DFR50450)

摘  要:以TA2工业纯钛为基体材料,通过微弧氧化技术及磁控溅射技术在TA2基体表面分别制备了氧化钛薄膜和金属铝涂层,从而形成Ti/TiO_2/Al结构试样,然后进行500℃×4 h的真空扩散热处理,研究了TA2纯钛基体表面Ti、Al元素梯度过渡的复合抗氧化涂层的形成机制,以及涂层在700℃下的循环氧化性能。结果表明,Ti/TiO_2/Al试样中的金属Al涂层在500℃的真空热处理过程中,不仅能够扩散至Ti基体内形成Ti-Al系列金属间化合物,而且能与TiO_2中间层发生化学反应形成TiAl_3+Ti Al+Al_2O_3复合涂层。TA2纯钛基体表面形成Ti-Al梯度抗氧化涂层后,在700℃大气环境中循环氧化50次后的氧化增重仅为无涂层试样的1/10。A composite coating including top-layer(Al)and interlayer(TiO 2)was coated on TA2 through magnetron sputtering and micro-arc oxidation,respectively.The formation mechanism of the composite anti-oxidation coating with excessive gradient of Ti and Al on substrate was explored by vacuum-diffusional annealing at 500℃for 4 h.In addition,the cyclic oxidation resistance of the coating was studied through cyclic oxidation heat treatment in atmospheric environment at 700℃.The results show that the Al element in the Ti/TiO 2/Al sample can not only diffuse into the Ti substrate to form Ti-Al intermetallic compounds,but also react with the TiO 2 intermediate layer to form the(TiAl 3+TiAl+Al 2O 3)composite coating during vacuum heat treatment at 500℃.Furthermore,the oxidation resistance of Ti samples with the coating is about 10 times higher than that of bare Ti in 50 cycle test at 700℃.

关 键 词:TA2纯钛 抗氧化涂层 微弧氧化 磁控溅射 

分 类 号:TG146.23[一般工业技术—材料科学与工程]

 

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