钛合金表面微弧氧化膜的特点及成膜分析.pdfVIP

第 卷 第 期 !#$ %’ ($ ) % ) 稀有金属材料与工程 ..% 年 ) 月 /*/0 102*3 1*20/4*35 *(6 0(74(00/4(7 *+,-# ..% 钛合金表面微弧氧化膜的特点及成膜分析 黄 平 徐可为 憨 勇 ’ ’ （西安交通大学金属材料与强度国家重点实验室，陕西 西安8 9..): ） 摘 要：用微弧氧化方法在钛合金上形成二氧化钛薄膜，用扫描电镜、 射线衍射以及透射电镜分析了膜的组织结构和 ; 化学成分，用纳米压入仪和划擦仪测量了膜的硬度和弹性模量及划擦抗力。结果表明，钛合金表面形成一层微弧氧化膜， 含有纳米晶结构。薄膜由晶体和少量非晶体组成，硬度和弹性模量分别为.$ 8 7= 和%?$ @7= ，划擦过程中未出现膜从 基体表面的剥落，但高载荷下膜本身有破坏和脱落。 关键词：钛合金；薄膜；二氧化钛 中图法分类号： 文献标识码： 文章编号： B C 279)@$ ) * 9..A9?; ..% .)A.8A.) ! 前 言 # 结果与分析 微弧氧化 （ ）又称微等离子氧 微弧氧化膜的组织形貌 1-D,,D EF-GH-I #$ ! 化 J 9K ，是 种在有色金属表面原位生长氧化膜的技 经微弧氧化处理后的试样表面粗糙不平，存在尺 9 术。 世纪 年代中后期成为国际研究热点，国内 寸为几微米大小的放电气孔，如图 所示 ，从放大的 . . 9 J K 世纪 年代中期开始了此项技术的研究 。微弧 照片可以看出部分气孔是相通的。气孔的形貌类似火 . :. 氧化采用较高电压，将工作区域由普通阳极氧化的法 山口，周围存在有一些大小不一的颗粒，部分颗粒熔 拉第区引入到高压放电区，可在铝、镁、钛等金属及其 化后连接在一起，类似火山喷发后的残留形貌。这是 合金表面形成一层结合强度较高的氧化膜。以往多为 因为微弧放电区瞬间温度高达 ...U V ? ...UJ % K ，可 工艺研究，本实验尝试揭示微弧氧化膜的结构特点， 使薄膜表面出现微区熔化。 并对成膜理论进行初步分析。 201 的分析表明，薄膜由不同形状的晶粒和少量 非晶态物质组成，晶粒尺寸不足 。图 是部分 9..IS 实验方法 实验结果。以往很少有人注意微弧氧化膜的晶粒尺 寸，事实上由于微弧氧化区域的瞬间温度很高，在冷 试样为钛合金2-@*#)! ，表面经砂纸磨光并除油 基体和溶液作用下，生成的