Ti和Ti合金粉末冶金技术取得显著发展

发布时间：2015/1/28 0:15:55

近年来，Ti和Ti合金粉末冶金技术取得显著发展。

为弄清电镀皮膜的析出过程，进行了析出过程的研究。将隧道式扫描显微镜（STM）和AFM与电化学方法组合起来能够对电镀时的析出反应进行现场观察。使用这些方法后，根据Zn在Fe单晶体上的初期析出过程，发现有粒径为数10nm的粒状晶体析出，在全部覆盖后会成长为六方晶。

对于Zn电极沉淀时的晶体取向变化进行了动态观察。采用亮度高的同步加速器放射光（SR）的X射线衍射，能够对在电解液存在下的电镀皮膜晶体取向进行连续观察。在工业规模电解条件下（1.0103～1.0104A/m2）Zn的电极沉淀皮膜厚度达到1m时会向基板外延生长，其后晶体取向取决于超电压。

为弄清热浸镀，尤其是弄清GA皮膜的形成机理，近年来进行了许多结构解析。

GA的合金化反应大致要经过以下两个阶段：①在电镀液侵入初期Fe-Al合金相的生成；②Zn-Fe合金相的生成和成长。作为Zn-Fe合金相的生成机理，提出了以下几种：（a）由于Fe-Al合金相的生成，在电镀液中的Al浓度局部减少的部位出现了Zn-Fe合金相生成的Al缺乏机理；（b）Zn在Fe-Al合金相中扩散，在钢/Fe-Al合金相界面生成Zn-Fe合金相的Zn扩散机理；（c）由于生成的Fe-Al合金相中的Al会在钢中扩散，导致Fe-Al合金消失，当Fe和Zn接触时会生成Zn-Fe合金相的Al溶解机理等。

不论是电镀，还是热浸镀，在对镀Zn钢板进行TEM观察时发现，由于Zn和作为底漆的Fe的机械特性差大和加工时对试料的损伤大，因此TEM试料的制作本身就很难。虽然提出了镜检切片法和离子研磨法等，但这些方法都需要熟练的技术。近年来，采用对皮膜损伤小的聚焦离子束（FIB）加工的电子显微试料加工法已问世，由此能简便对皮膜断面中想要观察的部位进行详细解析。

作为较为宏观的观察方法，还有的采用电子束沟流图形（ECP）和电子束反向散射图形（EBSP）调查了Zn-Fe合金化行为。在底层钢板晶体晶粒内和晶界中Fe-Zn反应行为不同，而且还受晶体方位和晶界结构的影响。

另外，对合金化反应还进行了动态观察试验。有的将加热装置和X射线衍射组合，在743K下对热浸镀Zn钢板进行加热，在初晶相生成，相消失后，能连续观察到相的生长；有的采用SR的X射线衍射来观察Fe-Al合金相的消失。而且，通过在TEM内加热试料，在Fe-Al合金上能直接观察到支持Zn-Fe合金相析出的Al缺乏机理的状态，在Fe-Al合金相生成后，反应过程能持续到Zn-Fe合金化反应开始为止。

目前，Ti和Ti合金粉末冶金技术有了一定的发展，相信以后还会有更多的相关技术出现。

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