1、鈦合金在使用溫度高于600℃時(shí),受合金表面氧化和內(nèi)部組織熱穩(wěn)定性等原因的制約,其應(yīng)用性能將大打折扣,提高鈦合金的使用溫度一直是國內(nèi)外研究的重點(diǎn)。本文通過采用金屬源等離子體Al沉積輔助磁控濺射的方法在TB2基體表面沉積制備TiAl涂層,之后再進(jìn)行F離子注入實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步提高了涂層的抗高溫氧化性能,能夠?qū)B2基體進(jìn)行有效的防護(hù)。
　　本實(shí)驗(yàn)中采用直流磁控濺射的方法來制備涂層。高溫氧化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,800℃下等溫氧化60h后,TB2基體

2、的氧化增重為9.7mg/cm2,氧化膜發(fā)生剝落,氧化膜截面分為兩層,外層結(jié)構(gòu)疏松,厚度不均勻,內(nèi)層較致密;Ti-45Al的氧化增重為7.8mg/cm2,不存在剝落現(xiàn)象,氧化膜表面由TiO2和Al2O3所覆蓋,TiO2占多數(shù),結(jié)構(gòu)較疏松,存在一定的孔洞和空隙,氧化膜厚度約為27um,截面分為三層:最外層的TiO2,夾雜少量Al2O3,中間層為Al2O3,最內(nèi)層為TiO2和Al2O3的混合;F離子注入1.5h涂層樣品氧化增重5.8mg/cm

3、2,氧化膜表面整體較為致密,受涂層自身Al含量和組成相的限制,氧化膜組成物仍是TiO2和Al2O3的混合,只是Al2O3和TiO2的相對(duì)含量有所不同,氧化膜厚度約為21um,截面結(jié)構(gòu)及組成物與未注入涂層樣品基本相同;F離子注入3h涂層樣品氧化增重為5.1mg/cm2,表面結(jié)構(gòu)更為致密,孔洞和空隙率減少,氧化膜成分Al2O3含量有所增加,TiO2有所減少,氧化膜厚度18um,截面結(jié)構(gòu)與組成物和1.5hF注入涂層樣品相同。
　　金屬源

4、Al沉積輔助制備TiAl涂層,選定磁控濺射TiAl15min,Al沉積15min作為一個(gè)循環(huán),12組循環(huán)后制備出TiAl涂層。涂層中主要組成相為TiAl和TiAl3相,同時(shí)含有少量的Ti3Al相。涂層表面較為粗糙,存在大小不等的顆粒狀物質(zhì),表面能譜分析表明涂層中成分為Ti-55Al。Ti-55Al涂層在800℃等溫氧化60h,氧化增重為3.9mg/cm2,F離子注入3h涂層樣品的氧化增重為3.1mg/cm2。涂層樣品氧化后表面氧化膜存在