1、鈦合金憑借其良好的耐蝕性能、較高的比強(qiáng)度和較小的密度，而被選用為油氣井材質(zhì)，尤其作為油套管使用時(shí)，對(duì)H2S、CO2、Cl-腐蝕具有很好的抵抗能力。然而，鈦合金表面承載能力低、耐磨能力差，影響其使用過(guò)程的安全性和耐久性。用各種表面工程技術(shù)改善鈦合金的耐磨性和耐蝕性是研究的重點(diǎn)，采用微弧氧化技術(shù)通過(guò)在鈦合金表面原位生長(zhǎng)一層涂層以提高其耐磨性能得到了大量研究。但是，微弧氧化中后期涂層的生長(zhǎng)質(zhì)量差等問(wèn)題直接影響了該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。針對(duì)上述問(wèn)題，

2、本文提出在微弧氧化過(guò)程中引入超聲外場(chǎng)輔助的思路。然而，在微弧氧化電解液中陶瓷膜對(duì)反應(yīng)離子的吸附有選擇性，因此，本文主要研究了TC4鈦合金在NaAlO2、(NaPO3)6兩種不同的電解液體系中超聲波對(duì)微弧氧化過(guò)程中電壓-時(shí)間變化曲線、涂層厚度、表面形貌、相組成的影響，對(duì)比了有無(wú)超聲輔助微弧氧化制備的涂層耐蝕性和耐磨性的變化。主要研究結(jié)果如下：
　　（1）超聲引入以后，其空化效應(yīng)，使得放電擊穿變得容易，試樣表面放電通道增加，涂層表面呈

3、現(xiàn)出更多的微孔形貌特征。同時(shí)，超聲的聲流效應(yīng)強(qiáng)化了電解液的攪拌作用，提高了等離子化學(xué)氧化、熱化學(xué)氧化、電化學(xué)氧化等反應(yīng)的有效離子濃度，從而有效增加了涂層厚度，微弧氧化處理15 min時(shí)，在NaAlO2和(NaPO3)6體系下，厚度分別增加了34％和15%。
　?。?）不同電解液下，經(jīng)微弧氧化處理可制備不同相組成的涂層，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，主要相的峰強(qiáng)度增加，且引入超聲輔助后，未改變涂層相組成種類(lèi)。在 NaAlO2體系中，主要相為

4、Al2TiO5；在(NaPO3)6體系中，主要相是TiO2（金紅石相和銳鈦礦相），還有部分的AlPO4相。
　?。?）在飽和油田模擬液中，分別研究了兩種不同電解液體系中有無(wú)超聲輔助制備的微弧氧化涂層的耐腐蝕性能。結(jié)果表明，不同電解液體系中，超聲對(duì)涂層耐蝕性能的影響存在差異。在NaAlO2體系下，超聲引入時(shí)間較短時(shí)，對(duì)涂層的耐腐蝕性能的影響較小；處理時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，自腐蝕電流提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)，耐腐蝕性能得到明顯改善。在(NaPO3)6體

5、系中，超聲輔助對(duì)涂層耐蝕性的影響不明顯，各涂層的自腐蝕電流處于同一數(shù)量級(jí)。
　　（4）在10 N載荷和Si3N4陶瓷球配副下，分別研究了兩種電解液中處理15 min時(shí)微弧氧化涂層的耐磨性能。結(jié)果表明，超聲的引入一定程度上減弱了涂層的耐磨性能，但未改變涂層的磨損機(jī)制。在NaAlO2體系中制備的涂層，與Si3N4陶瓷球?qū)δr(shí)，涂層都被磨穿，超聲輔助制備的涂層失重較多，磨痕較寬。兩者的磨損機(jī)制以磨粒磨損為主，疲勞磨損為輔。在(NaPO3