鈦基復(fù)合材料由于具有低密度、高比強度和高比剛度等優(yōu)異的力學(xué)性能在航空、航天、海洋工程和能源化工等領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用前景,但是其較差的高溫抗氧化性能和抗熱腐蝕性能嚴重限制了其在高溫領(lǐng)域的應(yīng)用。通過在鈦基復(fù)合材料表面制備一層高溫防護涂層可以在基本不改變其力學(xué)性能的前提下有效提高其高溫抗氧化性能和抗熱腐蝕性能。本文根據(jù)高溫防護涂層的要求和合金元素對鈦合金高溫性能的作用機理,采用高溫短時熱浸鍍結(jié)合低溫長時熱處理的方法在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)Ti Bw/Ti6Al4V復(fù)合材料表面成功制備了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的Ti-Al涂層和Ti-Al-Si涂層,分析了涂層的組織結(jié)構(gòu),探討了工藝參數(shù)對涂層組織的影響規(guī)律,并對涂層的高溫氧化行為和熱腐蝕行為進行了系統(tǒng)地研究。Ti-Al涂層主要由Ti Al3相組成,與網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)Ti Bw/Ti6Al4V復(fù)合材料基體結(jié)合良好。有涂層和無涂層鈦基復(fù)合材料的循環(huán)氧化結(jié)果表明,Ti Al3涂層能夠顯著提高復(fù)合材料的高溫抗氧化性能,這主要是由于復(fù)合材料經(jīng)高溫氧化后形成了疏松多孔的Ti O2氧化膜,而Ti Al3涂層在高溫氧化過程中能夠形成連續(xù)致密的Al2O3氧化膜。循環(huán)氧化后的Ti Al3涂層中并沒...

【文章頁數(shù)】：145 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究目的和意義
    1.2 鈦基復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀
    1.3 合金高溫氧化概述
        1.3.1 高溫氧化的基本過程
        1.3.2 高溫氧化的熱力學(xué)解析
        1.3.3 高溫氧化的動力學(xué)規(guī)律
    1.4 鈦基復(fù)合材料高溫氧化的研究現(xiàn)狀
    1.5 合金熱腐蝕
        1.5.1 合金熱腐蝕機理
        1.5.2 鈦合金的熱腐蝕研究現(xiàn)狀
    1.6 鈦合金高溫防護涂層的研究現(xiàn)狀
        1.6.1 鋁化物涂層
        1.6.2 MCrAlY涂層
        1.6.3 陶瓷涂層
    1.7 主要研究內(nèi)容
第2章 試驗材料與方法
    2.1 試驗原材料
    2.2 涂層的制備工藝
    2.3 性能測試
        2.3.1 氧化性能測試
        2.3.2 熱腐蝕性能測試
    2.4 組織結(jié)構(gòu)分析
        2.4.1 物相分析
        2.4.2 組織分析
第3章 熱浸鍍Ti-Al-(Si)涂層的設(shè)計與組織分析
    3.1 熱浸鍍Ti-Al-(Si)涂層的設(shè)計原則
        3.1.1 Ti-Al涂層的設(shè)計原則
        3.1.2 Ti-Al-Si涂層的設(shè)計原則
    3.2 熱浸鍍Ti-Al-(Si)涂層的制備與組織分析
        3.2.1 Ti-Al涂層的制備與組織分析
        3.2.2 Ti-Al-Si涂層的制備與組織分析
    3.3 Ti-Al涂層組織的影響因素
        3.3.1 熱浸溫度和熱浸時間對涂層的影響
        3.3.2 熱處理溫度和時間對涂層的影響
    3.4 Ti-Al-Si涂層組織的影響因素
        3.4.1 Si含量對Ti-Al-Si涂層的影響
        3.4.2 熱處理參數(shù)對Ti-Al-Si涂層的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 Ti-Al涂層的高溫氧化行為與抗氧化機理
    4.1 Ti-Al涂層的循環(huán)氧化動力學(xué)
    4.2 Ti-Al涂層的氧化產(chǎn)物
    4.3 Ti-Al涂層的氧化形貌
        4.3.1 Ti-Al涂層的氧化表面形貌
        4.3.2 Ti-Al涂層的氧化截面形貌
    4.4 Ti-Al涂層的高溫抗氧化機理
    4.5 本章小結(jié)
第5章 Ti-Al-Si涂層的高溫氧化行為與抗氧化機理
    5.1 Ti-Al-10Si涂層的高溫氧化行為
        5.1.1 Ti-Al-10Si涂層的氧化動力學(xué)
        5.1.2 Ti-Al-10Si涂層的氧化產(chǎn)物
        5.1.3 Ti-Al-10Si涂層的氧化組織
        5.1.4 Ti-Al-10Si涂層的高溫抗氧化機理
    5.2 Si含量對Ti-Al-Si涂層抗氧化性能的影響
        5.2.1 不同Si含量的Ti-Al-Si涂層的氧化動力學(xué)
        5.2.2 不同Si含量的Ti-Al-Si涂層的氧化產(chǎn)物
        5.2.3 不同Si含量的Ti-Al-Si涂層的氧化組織
    5.3 本章小結(jié)
第6章 Ti-Al-Si涂層的熱腐蝕行為與機理
    6.1 Ti-Al-Si涂層的熱腐蝕動力學(xué)
    6.2 Ti-Al-Si涂層的熱腐蝕產(chǎn)物
    6.3 Ti-Al-Si涂層的熱腐蝕組織形貌
        6.3.1 表面組織形貌
        6.3.2 截面組織形貌
    6.4 Ti-Al-Si涂層的熱腐蝕機制
    6.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷



本文編號：3837519