TC4鈦合金微弧氧化膜層動態(tài)熱機械性能研究.pdf

1、現(xiàn)階段針對微弧氧化膜層力學(xué)性能的研究主要有膜層彈性模量、硬度、微動摩擦磨損、耐蝕性、抗高溫氧化性能等。而微弧氧化膜層在實際應(yīng)用中常在熱-機耦合條件下工作，因此研究微弧氧化膜層在熱-機耦合條件下的動態(tài)熱機械性能非常重要。
　　本文通過動態(tài)熱機械分析儀研究了TC4鈦合金微弧氧化膜層在不同溫度、加載頻率條件下儲能模量、損耗模量、阻尼等動態(tài)物理特征的變化規(guī)律，通過掃描電子顯微鏡觀察了膜層在一定熱-機耦合條件下工作后的微觀形貌，從而研究微弧

2、氧化膜層在熱-機耦合條件下的動態(tài)熱機械性能。研究結(jié)果表明：
　　通過研究微弧氧化膜層厚度對其動態(tài)熱機械性能的影響發(fā)現(xiàn)，膜層厚度為20μm時具有最高儲能模量和最低損耗模量、阻尼，且峰值對應(yīng)的溫度最高，微觀形貌受損程度最小；厚度為10μm時，膜層表面脫落面積最大，出現(xiàn)大量裂紋橫穿整個膜層的截面形貌，表面裂紋也不斷向外擴展；而膜層厚度為27μm、33μm的微弧氧化膜層也出現(xiàn)大面積的剝落，膜層截面主要是縱向裂紋從表面向基體擴展。結(jié)果表明2

3、0μm膜層具有最佳的動態(tài)熱機械性能。
　　通過研究溫度對微弧氧化膜層動態(tài)熱機械性能的影響發(fā)現(xiàn)，微弧氧化膜層儲能模量、損耗模量隨著溫度的升高而變大，當(dāng)加熱溫度達到300℃時，儲能模量、損耗模量隨著溫度的升高而降低，而阻尼的變化規(guī)律與之相反。觀察膜層微觀形貌發(fā)現(xiàn)膜層在200℃仍保持良好的結(jié)構(gòu)，而在300℃時在表面產(chǎn)生少量的微裂紋，且隨著溫度的升高，表面裂紋范圍變大，且裂紋向基體擴展速度也變快。
　　通過研究加載頻率對微弧氧化膜層