【英文题名】
Study on the Micro-Arc Oxidation Composite Ceramic Coating on TC4 Surface and Its Thermal-Induced Failure Behavior
【作者】
钟业盛 ;
【导师】
赫晓东 ;
【学位授予单位】
哈尔滨工业大学 ;
【学科专业名称】
工程力学
【学位年度】
2011
【论文级别】
博士
【网络出版投稿人】
哈尔滨工业大学
【网络出版投稿时间】
2012-01-06
【基金】
国家 863;
【关键词】
TC4合金 ;
微弧氧化 ;
复合陶瓷涂层 ;
抗热震性能 ;
高温氧化 ;
【英文关键词】
TC4 alloy ;
micro-arc oxidation (MAO) ;
composite ceramic coating ;
thermal shock resistance ;
high temperature oxidation ;
【中文摘要】
为了解决TC4合金在高温服役环境下所存在的氧化和氧脆的问题,本文采用微弧氧化表面改性技术在TC4表面沉积热保护复合陶瓷涂层,在Al-P和Al-P-Zr两种电解质体系中进行微弧氧化,优选出MAO复合陶瓷涂层的最佳工艺参数。利用XRD、SEM,EPMA,Raman等分析手段对涂层的相组成、表面形貌、元素分布和微观组织进行表征,研究了涂层的热致失效行为,即抗高温热震性能和抗高温氧化行为,并对其机理进行分析。
采用正交优化设计方法安排实验,以涂层的生长速度、表面孔率、表面孔径大小和表面粗糙度构造指标函数,研究了电参数、电解液温度和氧化时间对钛合金表面复合涂层的影响规律,得到TC4表面原位生成复合陶瓷涂层的最佳工艺参数为:脉冲频率550Hz、电压425V、占空比4%、电解液温度20℃和氧化反应时间120分钟。涂层的生长速度与表面质量主要由单脉冲的放电能量决定,增大脉冲电压、降低频率、提高占空比均能使单脉冲的放电能量增大,从而提高涂层的生长速度。但同时,随着放电能量的增大,微区等离子放电也更加强烈,这使得等离子放电通道形成物凝固后留下的表面微孔具有更大孔径,涂层表面也变得更加粗糙。
MAO复合陶瓷涂层的性...
【英文摘要】
In order to solve the oxidation and oxygen embitterment of the TC4 alloy under the high temperature service environment, a kind of thermal protection coating was fabricated by Micro-arc oxidation technique on TC4 surface. The Micro-arc oxidation test was carried with two sorts of Al-P and Al-P-Zr electrolyte systems, and the processing parameters of depositing the composite ceramic coatings were optimized. The phase composition、morphology of the coatings surface、elemental distribution and microstructure wer...
【更新日期】
2012-02-08
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