專利名稱：鈦合金表面制備陶瓷膜的方法
技術領域：
本發(fā)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(yōu) 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(fā)明內容
本發(fā)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IO(TC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 lg次磷酸鈉和 余量的水配制而成。
本發(fā)明方法制得的產物在500。C下進行循環(huán)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。
具體實施例方式
本發(fā)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IO(TC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 lg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lcmx2cm。
本實施方式制得的產物在50(TC下進行循環(huán)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。
具體實施方式
十三本實施方式與具體實施方式
六不同的是步驟一中反應 40min。其它與具體實施方式
六相同。
具體實施方式
十四本實施方式與具體實施方式
一、二或十不同的是步驟 二中壓力為0.004 0.006MPa。其它與具體實施方式
一、二或十相同。
具體實施方式
十五本實施方式與具體實施方式
一、二或十不同的是步驟 二中壓力為0.005MPa。其它與具體實施方式
一、二或十相同。
具體實施方式
十六本實施方式與具體實施方式
一、二或十二不同的是步 驟二中壓力為0.002MPa。其它與具體實施方式
一、二或十相同。
具體實施方式
十七本實施方式與具體實施方式
一、二或十不同的是步驟 二中壓力為0.008MPa。其它與具體實施方式
一、二或十相同。
具體實施方式
十八本實施方式與具體實施方式
十四不同的是步驟二中硅 酸鈉水溶液的濃度為200g/L。其它與具體實施方式
十四相同。
本實施方式制得的產物在50(TC下進行循環(huán)氧化500h后，增重量為 0.4g/m2。
具體實施方式
十九本實施方式與具體實施方式
十四不同的是步驟二中硅
酸鈉水溶液的濃度為400g/L。其它與具體實施方式
十四相同。
本實施方式制得的產物在500。C下進行循環(huán)氧化500h后，增重量為 0.05g/m2。
具體實施方式
二十本實施方式鈦合金表面原位生長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3min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400A/m2、頻率為2000Hz條件下恒流通電反應30min后取出，水 洗4min，自然干燥，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150mL濃度為300g/L硅酸鈉水溶液中，在封孔壓力為0.005MPa的 條件下減壓處理10min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4g鋁酸鈉、0.5g次磷酸鈉和余量的水配制而成。
本實施方式制得的產物在50(TC下進行循環(huán)氧化500h后，增重量為 0.2g/m2。
權利要求
1、鈦合金表面制備陶瓷膜的方法，其特征在于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。
2、 根據權利要求1所述的鈦合金表面制備陶瓷膜的方法，其特征在于步 驟一中電流密度為350~450A/m2。
3、 根據權利要求l、 2所述的鈦合金表面制備陶瓷膜的方法，其特征在于 步驟一中頻率為1800~2200Hz。
4、 根據權利要求3所述的鈦合金表面制備陶瓷膜的方法，其特征在于步 驟一中恒流通電反應25~35min。
5、 根據權利要求l、 2或4所述的鈦合金表面制備陶瓷膜的方法，其特征 在于步驟二中封孔壓力為0.004 0.006MPa。
全文摘要
鈦合金表面制備陶瓷膜的方法，它涉及一種陶瓷膜的制備方法。本發(fā)明解決了現有技術在鈦合金表面制備陶瓷膜存在孔洞的問題。方法如下將鈦合金表面打磨至光滑，水洗后置于電解液中作為正極、不銹鋼板為負極，恒流通電反應，然后水洗，干燥；浸入硅酸鈉水溶液中，進行減壓處理后再干燥，即在鈦合金表面獲得陶瓷膜。本發(fā)明方法制得的陶瓷膜表面結構緊密、孔隙小、抗高溫氧化能力強。本發(fā)明方法操作簡便、原料易得、適合工業(yè)化生產。
文檔編號C25D11/02GK101498024SQ20091007136
公開日2009年8月5日 申請日期2009年1月24日 優(yōu)先權日2009年1月24日
發(fā)明者姚忠平, 姜兆華, 郝國棟 申請人:哈爾濱工業(yè)大學