10、Cr25Ni20Si2合金表面复合搪瓷涂层的制备及高温性能研究
日期：25-06-27 时间：02:33 来源： 进口杀菌搪瓷钢板
10、Cr25Ni20Si2合金表面复合搪瓷涂层的制备及高温性能研究
1.3.2 在钛合金上的应用
(1)搪瓷涂层应用的优势
钛合金强度可与高强钢相当，同时也具有一定的高温抗氧化能力，因此被广泛应用于航空航天、生物及化学工业，但由于高温下使用的钛合金的氧化和氧脆严重，影响其热稳定
和使用寿命，特别是在海洋环境下。熊玉明、王福会等通过研究发现，搪瓷涂层由于具有与钛合金基材相近的热膨胀系数、高的热化学稳定性以及一定的韧性和强度，能够显著
提高合金的抗高温氧化和热腐蚀性能，且在氧化和腐蚀过程中与基体结合良好。同时，搪瓷制备工艺简单，成本低，具有很好的开发前景。带搪瓷涂层的试样在高温空气中或熔
盐中表现出高稳定性和低氧化速率，主要原因是搪瓷层中的SiO₂在熔盐中的低溶解度以及致密结构对O²-,So₄²-,C1等离子渗透的有效阻挡。
(2)搪瓷涂层的应用局限性
1)氧在钛合金中的固溶度很高，最高可达到34%（原子分数），从而使合金变硬变脆。带搪瓷涂层的合金在烧成的时候，很容易在搪瓷与合金界面发生氧化，形成一层较薄的硬
化层，影响了其结合力。而且在氧化时，搪瓷中的氧在界面上逐渐向合金中迁移，因而长时间氧化后氧在合金中的固溶度增加，反而会影响其抗氧化的能力。
2)钛合金通常会加入A1以增强其在高温的抗氧化性能，但是这种带有搪瓷涂层 的合金在氧化时，在涂层与合金界面上，较小原子半径的Al能会取代搪瓷中Si的位置，同时界面低
氧压区， Al也发生选择性氧化，形成Al的氧化物；同时，由热力学计算及Ellingham图可知，搪瓷中的主要成份 SiO₂与TiA₁ 接触时会变得不稳定，高温下反应形成 TiSiO₃陶瓷相，
从而降低了搪瓷涂层的密着强度，涂层有部分剥落。
(3)搪瓷涂层的发展方向
随后研究方向重点在复合搪瓷涂层上，通过加入合适的中间阻挡层(如几个微 米厚度的Ti-Al-Cr 、镀镍或溅射铝等方法来解决以上两个问题。
(4)搪瓷涂层的电泳制备
杨洪刚通过添加合适的稀土元素到釉浆(采用无水乙醇作溶剂，量取适量搪 瓷釉粉和添加剂，球磨后得到搪瓷釉粉电泳液),利用电泳的方法制备涂层。发现 有以下几个特点：
1)电泳预置瓷釉工艺具有沉积成膜快，试样或工件的形状不受限制，预置瓷釉 层薄膜厚度均匀， 一次成膜率高的特点，克服了喷涂法预置瓷釉涂层厚度不均匀，
粉料利用率低，操作重复性不佳的弊端。
2)稀土搪瓷涂层明显改善了Ti60合金在700℃条件下的高温氧化、涂盐和熔盐 热腐蚀性能及摩擦磨损性能。与普通搪瓷涂层相比，稀土搪瓷涂层的摩擦系数下降 了22%，相对耐磨
性提高了1.64倍。
3)Ti60合金表面烧成搪瓷涂层将使合金的力学性能有所下降。试验结果表明，稀土元素具有加速搪瓷烧成过程中氧化物形核和结晶的作用，有效阻止氧向基体钛合金中的扩散，从
而使基体力学性能的下降幅度低于普通搪瓷涂层。
