[發明專利]鈦合金表面制備陶瓷膜的方法

無效

• 申請號: 200910071362.9
• 申請日: 2009-01-24
• 公開（公告）號: CN101498024A
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發明（設計）人: 姜兆華;郝國棟;姚忠平
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C25D11/26
• 分類號: C25D11/26
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 單 軍

技術領域

本發明涉及一種陶瓷膜的制備方法。

背景技術

鈦合金作為一種新型的輕金屬材料，具有密度小、比強度高、耐腐蝕等優點，廣泛應用于航空航天和民用領域。但是鈦合金的工作溫度較低，因此有必要在其表面施加防護層。采用微弧氧化的方法所制備的陶瓷膜層能在一定程度上提高其抗高溫性能，但由于微弧氧化過程中放電通道的原因，不可避免地在涂層表面存在一定數量的孔洞，使其抗高溫氧化性能變差。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術在鈦合金表面微弧氧化陶瓷膜存在孔洞的問題，而提供一種鈦合金表面制備陶瓷膜的方法。

鈦合金表面制備陶瓷膜的方法按以下步驟實現：一、將鈦合金表面打磨至表面光滑，然后水洗3～5min再置于電解液中作為正極、以不銹鋼板為負極，控制電解液的溫度為室溫，在占空比為10％、電流密度為300～500A/m²、頻率為1500～2500Hz條件下恒流通電反應20～40min后取出，水洗3～5min，自然干燥或100℃下烘干，即得有孔洞的陶瓷膜；二、將步驟一制備的有孔洞的陶瓷膜浸入100～200mL濃度為200～400g/L硅酸鈉水溶液中，在封孔壓力為0.002～0.008MPa的條件下減壓處理5～15min后取出，干燥，即在鈦合金表面制備出陶瓷膜；其中步驟一中每升電解液由4～8g鋁酸鈉、0.5～1g次磷酸鈉和余量的水配制而成。

本發明方法制得的產物在500℃下進行循環氧化500h后，增重量小于0.5g/m²，顯著地提高了試樣的抗高溫氧化性能。

具體實施方式

本發明技術方案不局限于以下所列舉具體實施方式，還包括各具體實施方式間的任意組合。

具體實施方式一：本實施方式鈦合金表面制備陶瓷膜的方法按以下步驟實現：一、將鈦合金表面打磨至表面光滑，然后水洗3～5min再置于電解液中作為正極、以不銹鋼板為負極，控制電解液的溫度為室溫，在占空比為10％、電流密度為300～500A/m²、頻率為1500～2500Hz條件下恒流通電反應20～40min后取出，水洗3～5min，自然干燥或100℃下烘干，即得有孔洞的陶瓷膜；二、將步驟一制備的有孔洞的陶瓷膜浸入100～200mL濃度為200～400g/L硅酸鈉水溶液中，在封孔壓力為0.002～0.008MPa的條件下減壓處理5～15min后取出，干燥，即在鈦合金表面制備出陶瓷膜；其中步驟一中每升電解液由4～8g鋁酸鈉、0.5～1g次磷酸鈉和余量的水配制而成。

本實施方式采用的鈦合金的尺寸為1cm×2cm。

本實施方式制得的產物在500℃下進行循環氧化500h后，增重量小于0.5g/m²。

具體實施方式二：本實施方式與具體實施方式一不同的是步驟一中電流密度為350～450A/m²。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式三：本實施方式與具體實施方式一不同的是步驟一中電流密度為400A/m²。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式四：本實施方式與具體實施方式一不同的是步驟一中電流密度為300A/m²。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式五：本實施方式與具體實施方式一不同的是步驟一中電流密度為500A/m²。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式六：本實施方式與具體實施方式一或二不同的是步驟一中頻率為1800～2200Hz。其它與具體實施方式一或二相同。

具體實施方式七：本實施方式與具體實施方式一或二不同的是步驟一中頻率為2000Hz。其它與具體實施方式一或二相同。

具體實施方式八：本實施方式與具體實施方式一或二不同的是步驟一中頻率為1500Hz。其它與具體實施方式一或二相同。

具體實施方式九：本實施方式與具體實施方式一或二不同的是步驟一中頻率為2500Hz。其它與具體實施方式一或二相同。

具體實施方式十：本實施方式與具體實施方式六不同的是步驟一中反應25～35min。其它與具體實施方式六相同。

具體實施方式十一：本實施方式與具體實施方式六不同的是步驟一中反應30min。其它與具體實施方式六相同。

具體實施方式十二：本實施方式與具體實施方式六不同的是步驟一中反應20min。其它與具體實施方式六相同。