鈦合金表面高發(fā)射率膜層的微弧氧化制備及面積效應(yīng)研究.pdf

1、由于飛行器在高速飛行時外蒙皮會與大氣之間產(chǎn)生強(qiáng)烈的摩擦,導(dǎo)致外蒙皮表面溫度急劇升高,對飛行器的正常飛行造成了重大影響,而在金屬表面制備高發(fā)射率膜層不但可以提高金屬的抗氧化能力,更能將熱量盡可能多的向外輻射出去,已達(dá)到熱防護(hù)的目的。
　　本文選擇磷酸鹽作為主鹽的電解液體系,在鈦合金TC4表面通過微弧氧化法直接制備具有一定發(fā)射率的膜層。為提高膜層發(fā)射率,實(shí)驗(yàn)分別在磷酸鹽電解液中分別加入少量鋁酸鹽和鉻酸鹽,并考察這兩種組分的添加對于膜層

2、形貌、物相、發(fā)射率的影響,同時實(shí)驗(yàn)還采用溶膠凝膠法在已制備好的微弧氧化膜層表面涂覆多氧化物組分溶膠,經(jīng)燒結(jié)后形成具有高發(fā)射率的復(fù)合膜層?？紤]到在實(shí)際應(yīng)用中,我們需要在大面積鈦合金表面制備高發(fā)射率膜層,而在工藝參數(shù)確定的條件下,樣件面積的變化會導(dǎo)致膜層性能變化,因此實(shí)驗(yàn)對膜層制備中的面積效應(yīng)進(jìn)行了研究,希望實(shí)驗(yàn)結(jié)果能對大樣片面積下膜層的制備提供借鑒。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在單純電解液中制得的微弧氧化膜層厚度和粗糙度都隨工作電壓的提高而

3、增大,同時膜層的發(fā)射率隨著膜層表面粗糙度的增加而增加。與單純磷酸鹽體系所制得的微弧氧化膜層相比,添加鋁酸鹽和鉻酸鹽后制得的微弧氧化膜層以及涂覆溶膠之后的復(fù)合膜層發(fā)射率均有顯著提高,剪切強(qiáng)度均大于15MPa,其中涂覆溶膠后復(fù)合膜層在700℃下3~8μm波段發(fā)發(fā)射率0.7,8~20μm波段膜層發(fā)射率最大處可達(dá)0.9,全波段平均發(fā)射率可達(dá)0.85。對膜層制備過程中的面積效應(yīng)結(jié)果表明,隨著樣片面積的增大,膜層厚度及粗糙度不斷減小,電源參數(shù)是非線