網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)TiBw-TC4復(fù)合材料TiAl3涂層制備及氧化性能.pdf

1、本文以提高網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)TiBw/TC4復(fù)合材料高溫抗氧化性能為目的，采用熱浸鋁的方法在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)TiBw/TC4復(fù)合材料表面成功制備出了一層TiAl3高溫抗氧化涂層。通過掃描電鏡觀察研究了助鍍劑和表面覆蓋劑、熱浸鋁保溫時(shí)間、熱處理工藝參數(shù)對網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)TiBw/TC4復(fù)合材料熱浸鋁所得TiAl3涂層致密性及層厚的影響。采用維氏硬度儀對熱浸鋁后的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)TiBw/TC4復(fù)合材料試樣基體內(nèi)部及TiAl3涂層的顯微硬度進(jìn)行了表征。對熱浸鋁前后的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

2、TiBw/TC4復(fù)合材料試樣進(jìn)行了高溫氧化測試，采用掃描電鏡、EDS能譜及XRD物相分析等分析測試方法研究了氧化層的微觀形貌和組織演變，結(jié)合氧化動(dòng)力學(xué)曲線，對比分析了熱浸鋁前后網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)TiBw/TC4復(fù)合材料試樣的高溫抗氧化性能及抗氧化機(jī)理。
　　對熱浸鋁工藝的研究結(jié)果表明，助鍍劑和表面覆蓋劑的添加可以改善熱浸鋁效果，提高熱浸鋁所得TiAl3涂層的厚度；相同鋁液溫度，熱浸鋁保溫時(shí)間越長，所得TiAl3涂層越厚；熱浸鋁后進(jìn)行后續(xù)熱處

3、理可以提高TiAl3涂層的厚度及致密性，熱處理溫度越高、時(shí)間越長，TiAl3涂層越厚。針對網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)TiBw/TC4復(fù)合材料，合適的熱浸鋁工藝為：助鍍劑（6％NaCl水溶液+4%KF水溶液）、表面覆蓋劑（KCl:NaCl:NaF=4:3:1），鋁液溫度800℃、保溫時(shí)間30min，熱處理溫度650℃、熱處理時(shí)間5h。
　　顯微硬度結(jié)果表明，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)TiBw/TC4復(fù)合材料熱浸鋁后由內(nèi)到外分別為TiBw/TC4層（有TiBw/無TiB

4、w）、TiAl3層（致密部分/疏松部分）和純Al層，HV值分別為473/340、435/142、38。
　　高溫氧化測試結(jié)果表明，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)TiBw/TC4復(fù)合材料原試樣氧化產(chǎn)物主要是TiO2，并有少量Al2O3，600℃氧化不嚴(yán)重，無明顯氧化層形成，氧化增重曲線呈近似拋物線型增加，而在700℃和800℃氧化嚴(yán)重，氧化皮大量脫落，形成多層氧化層，氧化增重曲線呈近似直線型增加。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)TiBw/TC4熱浸鋁試樣氧化產(chǎn)物主要是TiO2和