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氧化处理后陶瓷膜的高温抗氧化性能

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-07-09 14:54:52 * 浏览: 165
1引言微弧氧化技术是指利用电弧放电在由铝,钛和镁等金属制成的工件表面原位生成高质量的增强陶瓷薄膜。通过该方法制备的陶瓷膜具有高硬度,耐腐蚀性,耐磨性和耐高温氧化性等优异特性,薄膜层与金属基材之间的冶金结合可承受较大的外力或负荷,且不易在使用过程中剥落。 。由于该技术工艺简单,易于在材料制备中实施,因此受到越来越多专家学者的关注,已成为国际材料科学研究的热点之一。钛合金作为一种新型轻金属材料,具有密度低,比强度高,耐腐蚀等优点。它广泛应用于航空航天,海洋工程,生物医学,化学工业等领域。但是,当工作温度超过600℃时,氧化会对钛合金产生显着的破坏作用。因此,提高钛合金的耐高温氧化性是一个亟待解决的主要问题。本文采用微弧氧化法在Ti26Al24V合金表面制备了陶瓷薄膜层。讨论了后封口处理对微弧氧化陶瓷膜形貌和高温氧气阻力的影响。 2实验材料为Ti26Al24V合金,样品尺寸为10mm×20mm×0.8mm,合金表面用厚砂纸抛光。自制的高功率双脉冲MAO电源(10 kW)用于水冷电解槽中的样品氧化。 Ti26Al24V合金是阳极,电解槽由不锈钢制成并用作阴极。电流密度为4A / cm 2,频率为2000Hz,占空比为10%。电解质是铝酸盐(4g / L)和次磷酸钠水溶液(0.5g / L)的水溶液。搅拌并循环水冷却,温度不高于25℃,反应时间为30分钟,膜厚度约为10微米。在MAO处理后,将涂覆的样品用水冲洗并干燥。分别以1:2,1:1和2:1的体积比制备钛酸四丁酯和乙醇,密封的Na 2 SiO 3溶液浓度为0.4g / mL。密封装置由圆底烧瓶,吸滤瓶和真空泵组装而成,如图2所示。将密封溶液和样品置于圆底烧瓶中,密封并减压10分钟后,取出样品并风干使用。将微弧氧化样品在700℃的箱式炉中烧制,并在冷却至室温后精确称量重量。通过SEM观察每个陶瓷膜的表面形态,并称量精度为1025g的电子天平。 3结果与讨论3.1钛酸四丁酯/乙醇法密封样品的表面形貌图2是成膜后以不同比例密封的样品的表面形态。 (a),(b),(c)和(d)分别是膜样品和体积比为1:2的钛酸四丁酯和乙醇(密封样品1),1:1(密封)样品将2)和2:1(密封样品3)混合,然后密封。从图中可以看出,(a)和(b)外观相似,(b)样品的密封效果不明显。 (c)和(d)样品表面覆盖有由钛酸四丁酯和乙醇形成的凝胶,凝胶自然干燥并破裂。钛酸四丁酯含量高的薄膜样品(d)表面龟裂纹严重。 3.2密封的硅酸钠溶液样品的表面形态图2是用硅酸钠溶液密封前后样品的表面形态。从图中可以看出,与未密封的样品相比,用0.4g / mL硅酸钠溶液密封的样品几乎完全被孔覆盖。 3.3高温氧化重量增益表1是薄膜层及其密封样品在700℃下的高温氧化重量增加图。 (1)是未密封的薄膜样品,(2),(3),(4)是四丁基钛的混合物nate和乙醇的体积比分别为1:1,1:2和2:1。用液体密封样品。从氧化增重图中我们可以看出,在未密封和密封的样品在空气中煅烧后,密封溶液的氧化增重1:1最低,这表明密封溶液的浓度受到影响。密封效果的主要因素。所用样品中未密封的样品具有最低的重量增加,表明其抗氧化性相对最佳。通过该方法的密封效果未达到期望的效果并降低了抗氧化性。考虑到裂化膜继续被称重,它是没有意义的,并且密封后的效果通常很差。因此,在45小时后停止烘烤,并且不采集数据。密封主要有助于薄膜层的致密化,但不一定与耐高温性的改善有关。图3是显示膜层样品和在700℃下用0.4g / mL硅酸钠溶液密封的样品的高温氧化重量增加的图。高温氧化试验表明,硅酸钠溶液密封样品的氧化增重曲线低于未密封样品的氧化增重曲线,表明用硅酸钠溶液密封的样品具有高温氧化增重。减少,密封不仅增加了薄膜层的密度,而且提高了高温抗氧化性。 4结论密封后,薄膜层的孔隙明显变小,密封钛酸四丁酯/乙醇法的方法不仅不会带来高温抗氧化性的提高,而是硅酸钠溶液的密封方法提高耐高温氧化性。 。陶瓷过滤器陶瓷膜陶瓷膜过滤器