专利名称：钛合金表面制备陶瓷膜的方法
技术领域：
本发明涉及一种陶瓷膜的制备方法。
背景技术：
钛合金作为一种新型的轻金属材料，具有密度小、比强度高、耐腐蚀等优 点，广泛应用于航空航天和民用领域。但是钛合金的工作温度较低，因此有必 要在其表面施加防护层。采用微弧氧化的方法所制备的陶瓷膜层能在一定程度 上提高其抗高温性能，但由于微弧氧化过程中放电通道的原因，不可避免地在 涂层表面存在一定数量的孔洞，使其抗高温氧化性能变差。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术在钛合金表面微弧氧化陶瓷膜存在孔 洞的问题，而提供一种钛合金表面制备陶瓷膜的方法。
钛合金表面制备陶瓷膜的方法按以下步骤实现 一、将钛合金表面打磨至 表面光滑，然后水洗3 5min再置于电解液中作为正极、以不锈钢板为负极， 控制电解液的温度为室温，在占空比为10%、电流密度为300~500A/m2、频率 为1500~2500Hz条件下恒流通电反应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、将步骤一制备的有孔洞的陶 瓷膜浸入100~200mL浓度为200~400g/L硅酸钠水溶液中，在封孔压力为 0.002~0.008MPa的条件下减压处理5 15min后取出，干燥，即在钛合金表面 制备出陶瓷膜；其中步骤一中每升电解液由4 8g铝酸钠、0.5 lg次磷酸钠和 余量的水配制而成。
本发明方法制得的产物在500。C下进行循环氧化500h后，增重量小于 0.5g/m2，显著地提高了试样的抗高温氧化性能。
具体实施例方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式
，还包括各具体实施方 式间的任意组合。
具体实施方式
一本实施方式钛合金表面制备陶瓷膜的方法按以下步骤实现 一、将钛合金表面打磨至表面光滑，然后水洗3 5min再置于电解液中作 为正极、以不锈钢板为负极，控制电解液的温度为室温，在占空比为10%、电 流密度为300~500A/m2、频率为1500~2500Hz条件下恒流通电反应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、 将步骤一制备的有孔洞的陶瓷膜浸入100 200mL浓度为200 400g/L硅酸钠水 溶液中，在封孔压力为0.002~0.008MPa的条件下减压处理5~15min后取出， 干燥，即在钛合金表面制备出陶瓷膜；其中步骤一中每升电解液由4 8g铝酸 钠、0.5 lg次磷酸钠和余量的水配制而成。
本实施方式采用的钛合金的尺寸为lcmx2cm。
本实施方式制得的产物在50(TC下进行循环氧化500h后，增重量小于 0.5g/m2。
具体实施方式
二本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一中电流密
度为350~450A/m2。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一中电流密 度为400A/m2。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一中电流密 度为300A/m2。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一中电流密 度为500A/m2。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
一或二不同的是步骤一中频 率为1800 2200Hz。其它与具体实施方式
一或二相同。
具体实施方式
七本实施方式与具体实施方式
一或二不同的是步骤一中频 率为2000Hz。其它与具体实施方式
一或二相同。
具体实施方式
八本实施方式与具体实施方式
一或二不同的是步骤一中频 率为1500Hz。其它与具体实施方式
一或二相同。
具体实施方式
九本实施方式与具体实施方式
一或二不同的是步骤一中频 率为2500Hz。其它与具体实施方式
一或二相同。
具体实施方式
十本实施方式与具体实施方式
六不同的是步骤一中反应
25 35min。其它与具体实施方式
六相同。
具体实施方式
十一本实施方式与具体实施方式
六不同的是步骤一中反应
30min。其它与具体实施方式
六相同。
具体实施方式
十二本实施方式与具体实施方式
六不同的是步骤一中反应 20min。其它与具体实施方式
六相同。
具体实施方式
十三本实施方式与具体实施方式
六不同的是步骤一中反应 40min。其它与具体实施方式
六相同。
具体实施方式
十四本实施方式与具体实施方式
一、二或十不同的是步骤 二中压力为0.004 0.006MPa。其它与具体实施方式
一、二或十相同。
具体实施方式
十五本实施方式与具体实施方式
一、二或十不同的是步骤 二中压力为0.005MPa。其它与具体实施方式
一、二或十相同。
具体实施方式
十六本实施方式与具体实施方式
一、二或十二不同的是步 骤二中压力为0.002MPa。其它与具体实施方式
一、二或十相同。
具体实施方式
十七本实施方式与具体实施方式
一、二或十不同的是步骤 二中压力为0.008MPa。其它与具体实施方式
一、二或十相同。
具体实施方式
十八本实施方式与具体实施方式
十四不同的是步骤二中硅 酸钠水溶液的浓度为200g/L。其它与具体实施方式
十四相同。
本实施方式制得的产物在50(TC下进行循环氧化500h后，增重量为 0.4g/m2。
具体实施方式
十九本实施方式与具体实施方式
十四不同的是步骤二中硅
酸钠水溶液的浓度为400g/L。其它与具体实施方式
十四相同。
本实施方式制得的产物在500。C下进行循环氧化500h后，增重量为 0.05g/m2。
具体实施方式
二十本实施方式钛合金表面原位生长陶瓷膜的方法按以下 步骤实现 一、将钛合金表面打磨至表面光滑，然后水洗3min再置于电解液 中作为正极、以不锈钢板为负极，控制电解液的温度为室温，在占空比为10%、 电流密度为400A/m2、频率为2000Hz条件下恒流通电反应30min后取出，水 洗4min，自然干燥，即得有孔洞的陶瓷膜；二、将步骤一制备的有孔洞的陶 瓷膜浸入150mL浓度为300g/L硅酸钠水溶液中，在封孔压力为0.005MPa的 条件下减压处理10min后取出，干燥，即在钛合金表面制备出陶瓷膜；其中步骤一中每升电解液由4g铝酸钠、0.5g次磷酸钠和余量的水配制而成。
本实施方式制得的产物在50(TC下进行循环氧化500h后，增重量为 0.2g/m2。
权利要求
1、钛合金表面制备陶瓷膜的方法，其特征在于钛合金表面制备陶瓷膜的方法按以下步骤实现一、将钛合金表面打磨至表面光滑，然后水洗3～5min再置于电解液中作为正极、以不锈钢板为负极，控制电解液的温度为室温，在占空比为10％、电流密度为300～500A/m2、频率为1500～2500Hz条件下恒流通电反应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、将步骤一制备的有孔洞的陶瓷膜浸入100～200mL浓度为200～400g/L硅酸钠水溶液中，在封孔压力为0.002～0.008MPa的条件下减压处理5～15min后取出，干燥，即在钛合金表面制备出陶瓷膜；其中步骤一中每升电解液由4～8g铝酸钠、0.5～1g次磷酸钠和余量的水配制而成。
2、 根据权利要求1所述的钛合金表面制备陶瓷膜的方法，其特征在于步 骤一中电流密度为350~450A/m2。
3、 根据权利要求l、 2所述的钛合金表面制备陶瓷膜的方法，其特征在于 步骤一中频率为1800~2200Hz。
4、 根据权利要求3所述的钛合金表面制备陶瓷膜的方法，其特征在于步 骤一中恒流通电反应25~35min。
5、 根据权利要求l、 2或4所述的钛合金表面制备陶瓷膜的方法，其特征 在于步骤二中封孔压力为0.004 0.006MPa。
全文摘要
钛合金表面制备陶瓷膜的方法，它涉及一种陶瓷膜的制备方法。本发明解决了现有技术在钛合金表面制备陶瓷膜存在孔洞的问题。方法如下将钛合金表面打磨至光滑，水洗后置于电解液中作为正极、不锈钢板为负极，恒流通电反应，然后水洗，干燥；浸入硅酸钠水溶液中，进行减压处理后再干燥，即在钛合金表面获得陶瓷膜。本发明方法制得的陶瓷膜表面结构紧密、孔隙小、抗高温氧化能力强。本发明方法操作简便、原料易得、适合工业化生产。
文档编号C25D11/02GK101498024SQ20091007136
公开日2009年8月5日 申请日期2009年1月24日 优先权日2009年1月24日
发明者姚忠平, 姜兆华, 郝国栋 申请人:哈尔滨工业大学