钛合金微弧氧化抗高温氧化研究现状

郝国栋，苏爽月，郝春丽，刘彬霞

（牡丹江师范学院 化学化工学院，黑龙江 牡丹江 157011）

钛合金因具有高比强度、低密度，以及力学性能好等特点，在军工、航空及医疗等众多领域成为首选材料[1‐2]。然而，钛合金在高温条件下极易发生氧化和氧脆行为[3]。对钛合金而言，温度超过500 ℃的环境即为高温环境，如果温度超过600 ℃，钛合金表面氧化的速率由氧化物的化学反应决定，钛合金表面来不及形成致密的氧化膜[4]。随着温度的升高，钛合金表面的氧化膜层逐渐增厚，而氧化层及其下面的富氧层产生更强烈的“吸氧效应”，且变得疏松易脱落[5]，严重破坏钛合金表面的力学性能，这种现象又被称为氧脆现象。氧脆现象制约钛合金在汽车、航空航天及造船等领域中的广泛应用与进一步发展。因此，钛合金表面耐高温处理技术的研发，是促进钛合金进一步开发利用的必要前提。

微弧氧化是解决该问题的有效途径。通过微弧氧化技术，可以在钛合金表面生成致密的金属氧化物陶瓷膜层，阻止钛合金表面进一步的吸氧效应，而且还能保持钛合金材料原有的质地轻、硬度高等性能优势。我国微弧氧化的研究始于20 世纪90 年代，哈尔滨工业大学、湖南大学、常州大学等高等院校都进行了相关研究[6‐8]。王超[9]对多组氧化动力学参数进行了研究，结果发现，经过微弧氧化技术得到的陶瓷膜层比未经处理的基体材料抗高温氧化能力提高2～10 倍。而且，微弧氧化工作时产生的瞬时高温高压对合金基体不会产生较大影响[10]。……