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钛合金表面原位生长含α-Al2O3相高硬度陶瓷膜的研究

孙学通 , 姜兆华 , 李延平 , 辛世刚 , 姚忠平

无机材料学报

在NaAlO2溶液中,采用微等离子氧化法在Ti-6Al-4V合金表面制备出含α-Al2O3相高硬度陶瓷膜。利用显微硬度计分析了膜层的硬度及其分布,用落球冲击法、耐热循环冲击法研究了膜层与基体的界面结合情况,并探讨了在微等离子体氧化过程中电解液浓度和负相/正相电流比(Ic/Ia)对膜层相组成和力学性能的影响规律。结果表明:在浓度较高的铝酸钠溶液中(0.15-0.20mol/L)得到的膜层含有大量α-Al2O3相且随着Ic/Ia比例减小α-Al2O3相的含量增加,此种膜层硬度为1100-1600Hk50g;而在低浓度溶液中(≤0.050mol/L)得到的膜层只含有Al2TiO5和金红石型TiO2,硬度仅为500-850Hk50g。横截面硬度分布:从界面处到膜的表层硬度逐渐增大并在达到最大值后缓慢下降。利用SEM观察了经落球冲击后膜层的表面的状态,发现膜层表面无裂纹及脱落的现象,膜层与基体结合良好。另外,在耐热循环冲击试验中厚度最低的膜层热冲击循环次数最高。

关键词: 微等离子氧化 , phase composition , titanium alloy , coating

钛表面原位生长钛酸锶钡陶瓷膜

姜兆华 , 李延平 , 李文旭 , 辛世刚 , 闫久春 , 李益民

稀有金属材料与工程

用微等离子体氧化法在钛金属基体上制备钛酸锶钡(BST)陶瓷膜.讨论了Ba/Sr的摩尔比对陶瓷膜相组成的影响,并利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电子探针(EPMA)等测试手段对陶瓷膜的相组成、形貌特征和元素分布进行了分析.结果表明,在所选定的工艺参数条件下可得到钛酸锶钡陶瓷膜,膜层由接近于纯相的钛酸锶钡构成,表面相对较为平整,各元素在陶瓷膜层中分布均匀,无梯度变化.

关键词: 钛酸锶钡 , 原位生长 , 微等离子体氧化

磷酸盐对钛合金微等离子体氧化陶瓷膜结构和耐蚀性的影响

姜兆华 , 姚忠平 , 李延平 , 吕彦冬 , 孙学通

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2004.01.020

研究了3种磷酸盐分别作为电解质交流微等离子体氧化TC4钛合金所制得的陶瓷膜的耐蚀性,其中3号磷酸盐的效果最好.并在铝酸钠体系和硅酸钠体系下,进一步研究了3号磷酸盐对微等离子体氧化陶瓷膜的结构、形貌、成分和耐蚀性能的影响:磷在陶瓷膜中不形成晶相,而是以非晶相物质沉积在膜层中;铝酸钠体系,磷元素由膜内层向外层逐渐减少;硅酸钠体系,磷元素在膜内、外两层含量高,中间处含量低;两体系下,3号磷酸盐的用量适当增加,陶瓷膜耐点蚀性提高.

关键词: 微等离子体氧化 , 钛合金 , 陶瓷膜 , 耐蚀性

钛合金表面原位生长含α-Al2O3相高硬度陶瓷膜的研究

孙学通 , 姜兆华 , 李延平 , 辛世刚 , 姚忠平

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2004.04.029

在NaAlO2溶液中,采用微等离子氧化法在Ti-6Al-4V合金表面制备出含α-Al2O3 相高硬度陶瓷膜.利用显微硬度计分析了膜层的硬度及其分布,用落球冲击法、耐热循环冲击 法研究了膜层与基体的界面结合情况,并探讨了在微等离子体氧化过程中电解液浓度和负相/ 正相电流比(Ic/Ia)对膜层相组成和力学性能的影响规律.结果表明:在浓度较高的铝酸钠溶 液中(0.15~0.20mol/L)得到的膜层含有大量α-Al2O3相且随着Ic/Ia比例减小α-Al2O3相的 含量增加,此种膜层硬度为1100~1600Hk50g;而在低浓度溶液中(≤0.050mol/L)得到的膜层只 含有Al2TiO5和金红石型TiO2,硬度仅为500~850Hk50g.横截面硬度分布:从界面处到膜的 表层硬度逐渐增大并在达到最大值后缓慢下降.利用SEM观察了经落球冲击后膜层的表面的 状态,发现膜层表面无裂纹及脱落的现象,膜层与基体结合良好.另外,在耐热循环冲击试验 中厚度最低的膜层热冲击循环次数最高.

关键词: 微等离子氧化 , 钛合金 , 陶瓷膜 , 相组成

基于VPF工艺的铝合金覆盖件回弹研究

李毅 , 王忠金 , 李延平

材料科学与工艺

为了研究VPF工艺对铝合金覆盖件成形过程中回弹的影响,对VPF工艺成形过程中铝合金双曲率覆盖件的回弹特征进行了数值模拟和实验研究,并且与传统刚模成形零件的回弹特征进行了对比.研究结果表明:VPF工艺成形的铝合金双曲率覆盖件的回弹过程中同时存在正、负回弹现象,而传统刚模成形的零件回弹过程中只存在正回弹,并且VPF工艺成形的铝合金双曲率覆盖件大部分区域的回弹量小于传统刚模成形的零件;随着成形深度的增加,VPF工艺成形的铝合金双曲率覆盖件正回弹降低,负回弹量增加.

关键词: 铝合金覆盖件 , 粘性介质压力成形 , 回弹 , 有限元分析

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