网状结构TiBw/Ti6Al4V复合材料热浸镀Ti-Al-(Si)涂层的研究
发布时间：2023-07-26 20:43
钛基复合材料由于具有低密度、高比强度和高比刚度等优异的力学性能在航空、航天、海洋工程和能源化工等领域有着非常广泛的应用前景,但是其较差的高温抗氧化性能和抗热腐蚀性能严重限制了其在高温领域的应用。通过在钛基复合材料表面制备一层高温防护涂层可以在基本不改变其力学性能的前提下有效提高其高温抗氧化性能和抗热腐蚀性能。本文根据高温防护涂层的要求和合金元素对钛合金高温性能的作用机理,采用高温短时热浸镀结合低温长时热处理的方法在网状结构Ti Bw/Ti6Al4V复合材料表面成功制备了网状结构的Ti-Al涂层和Ti-Al-Si涂层,分析了涂层的组织结构,探讨了工艺参数对涂层组织的影响规律,并对涂层的高温氧化行为和热腐蚀行为进行了系统地研究。Ti-Al涂层主要由Ti Al3相组成,与网状结构Ti Bw/Ti6Al4V复合材料基体结合良好。有涂层和无涂层钛基复合材料的循环氧化结果表明,Ti Al3涂层能够显著提高复合材料的高温抗氧化性能,这主要是由于复合材料经高温氧化后形成了疏松多孔的Ti O2氧化膜,而Ti Al3涂层在高温氧化过程中能够形成连续致密的Al2O3氧化膜。循环氧化后的Ti Al3涂层中并没...
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究目的和意义
1.2 钛基复合材料的研究现状
1.3 合金高温氧化概述
1.3.1 高温氧化的基本过程
1.3.2 高温氧化的热力学解析
1.3.3 高温氧化的动力学规律
1.4 钛基复合材料高温氧化的研究现状
1.5 合金热腐蚀
1.5.1 合金热腐蚀机理
1.5.2 钛合金的热腐蚀研究现状
1.6 钛合金高温防护涂层的研究现状
1.6.1 铝化物涂层
1.6.2 MCrAlY涂层
1.6.3 陶瓷涂层
1.7 主要研究内容
第2章 试验材料与方法
2.1 试验原材料
2.2 涂层的制备工艺
2.3 性能测试
2.3.1 氧化性能测试
2.3.2 热腐蚀性能测试
2.4 组织结构分析
2.4.1 物相分析
2.4.2 组织分析
第3章 热浸镀Ti-Al-(Si)涂层的设计与组织分析
3.1 热浸镀Ti-Al-(Si)涂层的设计原则
3.1.1 Ti-Al涂层的设计原则
3.1.2 Ti-Al-Si涂层的设计原则
3.2 热浸镀Ti-Al-(Si)涂层的制备与组织分析
3.2.1 Ti-Al涂层的制备与组织分析
3.2.2 Ti-Al-Si涂层的制备与组织分析
3.3 Ti-Al涂层组织的影响因素
3.3.1 热浸温度和热浸时间对涂层的影响
3.3.2 热处理温度和时间对涂层的影响
3.4 Ti-Al-Si涂层组织的影响因素
3.4.1 Si含量对Ti-Al-Si涂层的影响
3.4.2 热处理参数对Ti-Al-Si涂层的影响
3.5 本章小结
第4章 Ti-Al涂层的高温氧化行为与抗氧化机理
4.1 Ti-Al涂层的循环氧化动力学
4.2 Ti-Al涂层的氧化产物
4.3 Ti-Al涂层的氧化形貌
4.3.1 Ti-Al涂层的氧化表面形貌
4.3.2 Ti-Al涂层的氧化截面形貌
4.4 Ti-Al涂层的高温抗氧化机理
4.5 本章小结
第5章 Ti-Al-Si涂层的高温氧化行为与抗氧化机理
5.1 Ti-Al-10Si涂层的高温氧化行为
5.1.1 Ti-Al-10Si涂层的氧化动力学
5.1.2 Ti-Al-10Si涂层的氧化产物
5.1.3 Ti-Al-10Si涂层的氧化组织
5.1.4 Ti-Al-10Si涂层的高温抗氧化机理
5.2 Si含量对Ti-Al-Si涂层抗氧化性能的影响
5.2.1 不同Si含量的Ti-Al-Si涂层的氧化动力学
5.2.2 不同Si含量的Ti-Al-Si涂层的氧化产物
5.2.3 不同Si含量的Ti-Al-Si涂层的氧化组织
5.3 本章小结
第6章 Ti-Al-Si涂层的热腐蚀行为与机理
6.1 Ti-Al-Si涂层的热腐蚀动力学
6.2 Ti-Al-Si涂层的热腐蚀产物
6.3 Ti-Al-Si涂层的热腐蚀组织形貌
6.3.1 表面组织形貌
6.3.2 截面组织形貌
6.4 Ti-Al-Si涂层的热腐蚀机制
6.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
本文编号：3837519
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究目的和意义
1.2 钛基复合材料的研究现状
1.3 合金高温氧化概述
1.3.1 高温氧化的基本过程
1.3.2 高温氧化的热力学解析
1.3.3 高温氧化的动力学规律
1.4 钛基复合材料高温氧化的研究现状
1.5 合金热腐蚀
1.5.1 合金热腐蚀机理
1.5.2 钛合金的热腐蚀研究现状
1.6 钛合金高温防护涂层的研究现状
1.6.1 铝化物涂层
1.6.2 MCrAlY涂层
1.6.3 陶瓷涂层
1.7 主要研究内容
第2章 试验材料与方法
2.1 试验原材料
2.2 涂层的制备工艺
2.3 性能测试
2.3.1 氧化性能测试
2.3.2 热腐蚀性能测试
2.4 组织结构分析
2.4.1 物相分析
2.4.2 组织分析
第3章 热浸镀Ti-Al-(Si)涂层的设计与组织分析
3.1 热浸镀Ti-Al-(Si)涂层的设计原则
3.1.1 Ti-Al涂层的设计原则
3.1.2 Ti-Al-Si涂层的设计原则
3.2 热浸镀Ti-Al-(Si)涂层的制备与组织分析
3.2.1 Ti-Al涂层的制备与组织分析
3.2.2 Ti-Al-Si涂层的制备与组织分析
3.3 Ti-Al涂层组织的影响因素
3.3.1 热浸温度和热浸时间对涂层的影响
3.3.2 热处理温度和时间对涂层的影响
3.4 Ti-Al-Si涂层组织的影响因素
3.4.1 Si含量对Ti-Al-Si涂层的影响
3.4.2 热处理参数对Ti-Al-Si涂层的影响
3.5 本章小结
第4章 Ti-Al涂层的高温氧化行为与抗氧化机理
4.1 Ti-Al涂层的循环氧化动力学
4.2 Ti-Al涂层的氧化产物
4.3 Ti-Al涂层的氧化形貌
4.3.1 Ti-Al涂层的氧化表面形貌
4.3.2 Ti-Al涂层的氧化截面形貌
4.4 Ti-Al涂层的高温抗氧化机理
4.5 本章小结
第5章 Ti-Al-Si涂层的高温氧化行为与抗氧化机理
5.1 Ti-Al-10Si涂层的高温氧化行为
5.1.1 Ti-Al-10Si涂层的氧化动力学
5.1.2 Ti-Al-10Si涂层的氧化产物
5.1.3 Ti-Al-10Si涂层的氧化组织
5.1.4 Ti-Al-10Si涂层的高温抗氧化机理
5.2 Si含量对Ti-Al-Si涂层抗氧化性能的影响
5.2.1 不同Si含量的Ti-Al-Si涂层的氧化动力学
5.2.2 不同Si含量的Ti-Al-Si涂层的氧化产物
5.2.3 不同Si含量的Ti-Al-Si涂层的氧化组织
5.3 本章小结
第6章 Ti-Al-Si涂层的热腐蚀行为与机理
6.1 Ti-Al-Si涂层的热腐蚀动力学
6.2 Ti-Al-Si涂层的热腐蚀产物
6.3 Ti-Al-Si涂层的热腐蚀组织形貌
6.3.1 表面组织形貌
6.3.2 截面组织形貌
6.4 Ti-Al-Si涂层的热腐蚀机制
6.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
本文编号：3837519
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