鈦合金表面微弧氧化與溶膠凝膠法制備高發(fā)射率涂層.pdf

1、當(dāng)飛行器在大氣中作超音速飛行時(shí)，由于氣體粘性作用，其外表面高速氣流會(huì)受到壓縮和摩擦而形成氣動(dòng)加熱，在飛行器表面產(chǎn)生高溫和溫度梯度，高溫不斷由飛行器外表面向結(jié)構(gòu)內(nèi)部傳遞，從而導(dǎo)致飛行器外形及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度的改變，并產(chǎn)生熱應(yīng)變還會(huì)產(chǎn)生材料燒蝕等現(xiàn)象，對(duì)飛行器的正常飛行造成嚴(yán)重影響。同時(shí)所產(chǎn)生的熱量向飛行器內(nèi)部傳送，引起飛行器內(nèi)部溫度升高，造成內(nèi)部工作環(huán)境惡化。
　　本論文通過(guò)在鈦合金表面用微弧氧化法與溶膠凝膠法制成高發(fā)射率涂層提高鈦合

2、金的高溫抗氧化性能并使飛行器表面蒙皮的熱量通過(guò)輻射傳熱的方式及時(shí)發(fā)散，使飛行器表面溫度降低。
　　以Na3PO4為電解液體系的主鹽，選擇鈦合金TC4為基體，電源輸出電壓為460V，脈沖頻率60HZ，占空比45％，氧化時(shí)間15min，通過(guò)在7g/L-16g/L范圍內(nèi)改變電解液 Na3PO4的濃度來(lái)制備了微弧氧化陶瓷膜層厚度在5-20μm范圍內(nèi)可控的陶瓷膜層樣片。通過(guò)XRD測(cè)試分析發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)700℃煅燒之后，陶瓷膜層中除了銳鈦礦TiO2

3、相，又產(chǎn)生了少量的金紅石TiO2相。對(duì)陶瓷膜層進(jìn)行剪切強(qiáng)度測(cè)試以及發(fā)射率測(cè)試，發(fā)現(xiàn)隨著膜層厚度的增加，剪切強(qiáng)度降低。在5-20μ m范圍內(nèi)剪切強(qiáng)度都大于15MPa，滿足膜層使用條件要求。陶瓷膜層發(fā)射率隨膜層厚度變化的規(guī)律呈現(xiàn)為：先增大，增大到一定值之后，又開(kāi)始減小。
　　采用旋涂法在陶瓷層表面涂覆溶膠凝膠膜層，再經(jīng)過(guò)700℃高溫煅燒，形成復(fù)合膜層。對(duì)不同復(fù)合膜層進(jìn)行XRD分析，相比陶瓷膜層分別多了CuO、Cr2O3、CoTiO3、