摘要：目的通过建立ZrO_2/TiO_2复合陶瓷膜层的氧化时间与膜层生长的动力学关系,探究膜层生长对膜层显微硬度的影响规律,寻找制备高硬度微弧氧化膜层的最佳时间。方法在锆盐溶液体系和已优化的电参数条件下,对TC4进行不同时间的微弧氧化处理,分析所得膜层的表面和截面形貌、元素分布及相组成,进行膜层表面孔隙率和显微硬度的测定并分析。结果测试氧化时间内膜层生长表现出不同的动力学特征和宏观表象,膜层的生长分为两个阶段：第一阶段膜厚呈线性增加,第二阶段膜厚增长速率减缓。表面孔隙率随时间的增大而增大。在氧化15 min时所得的膜层硬度最高,且随时间的增加,膜层的显微硬度呈先增后减的趋势。结论影响微弧氧化膜层显微硬度的主要因素包括膜层相组成和表面结构。在微弧氧化膜层厚度呈线性增长的过程中,显微硬度线性增大;在膜厚缓慢增长的过程中,显微硬度降低。

关键词：微弧氧化 钛合金 显微硬度 锆盐体系 孔隙率 

单位：长安大学材料科学与工程学院; 西安710064; 山东交通学院海运学院; 山东威海264200