納米Nd2 O3 對TC11 鈦合金微弧氧化層耐磨性及高溫抗氧化性能的影響

程趙輝，楊 巍，張 勇，石小倩，饒模松

(西安工業大學材料與化工學院，陜西 西安 710021)

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鈦及其合金因輕質、高強度、良好的耐蝕性、良好的生物相容性、無毒無磁性、優良的抗斷裂和抗疲勞性能，在海洋、航空、生物醫學等領域被廣泛應用[1-4]。其中，TC11 鈦合金作為一種綜合性能良好的雙相鈦合金，被廣泛應用于壓氣機葉片等航空航天結構件材料，但其在高溫工況下長期使用的溫度僅為500 ℃，且耐磨性不佳，限制了TC11 鈦合金作為航空航天結構材料在更為苛刻工況中的應用[5，6]。因此，如何提高苛刻工況中鈦及其合金的綜合性能，拓展應用范圍對于鈦及其合金具有重要意義。目前，通過表面改性處理提高鈦及其合金的耐磨性和高溫抗氧化性是常用手段，針對鈦合金的表面改性技術包括多弧離子鍍[7]、激光熔覆[8]、噴丸強化[9]、熱噴涂及微弧氧化等[10，11]。微弧氧化(Micro-Arc Oxidation，MAO)是一種在Al、Mg、Ti等閥金屬及其合金表面通過弧光放電原位生長陶瓷質氧化物膜層的表面改性技術，其特點是膜基結合力強，綠色環保[12]，易于產業化[13]；性能優異的微弧氧化層能夠改善鈦合金的耐磨性及高溫抗氧化性，因此微弧氧化被廣泛應用于鈦合金表面防護涂層的制備[14-16]。Wang 等[17]通過微弧氧化技術在Ti2AlNb 合金表面制備了MAO 涂層和MAO/hBN 涂層，在1 000 ℃氧化100 h 后，2 種涂層均改善了基體的高溫抗氧化性，并且MAO/hBN 涂層具有更優異的保護效果。Yang 等[18]通過微弧氧化技術在鈦合金表面制備出摩擦系數約為0.14的MoS2/TiO2納米級梯度復合涂層。然而，微弧氧化層的多孔特征使得微孔成為腐蝕性介質進入基體的通道，削弱了涂層對基體的保護作用。……