TC4合金微弧氧化涂层的组织结构与高温氧化行为研究

为了提高TC4合金的高温抗氧化性能，采用微弧氧化方法在NaAlO₂+Na₃PO₄电解液体系中，于钛合金表面制备抗氧化陶瓷涂层。通过XRD、SEM、EDS等方法，表征涂层的相组成和微观结构，用纳米压痕仪测试涂层硬度与弹性模量，并研究了微弧氧化涂层的抗高温氧化及抗热震性能。结果表明：微弧氧化涂层表面多孔，涂层以Al₂TiO₅和金红石型TiO₂相为主。微弧氧化涂层的纳米硬度为(7.8±0.6) GPa,显著高于TC4合金(4.0±0.2) GPa]。微弧氧化涂层在700℃循环氧化80 h后，单位面积增重仅0.73 mg/cm²,远小于TC4合金的增重(20 mg/cm²),表现出良好的高温抗氧化性能。经700℃热冲击25次后，涂层未出现剥落现象，展现出良好的抗热震性能。由此可见，微弧氧化涂层能有效阻止氧的扩散，显著降低了钛合金基体的氧化速率，改善了钛合金的抗高温氧化性能。