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钛及钛合金是我国近现代工业发展当中应用十分广泛的合金材料,钛合金有着许多的优点,如重量轻、强度高、耐腐蚀性好及生产成本低等,因此被广泛应用于军事、重工业、生物医学等一些重要领域。但是,钛及其合金的应用局限性在于在高温情况下钛合金的抗氧化性能会受到影响,特别是当温度高于600℃时,容易发生氧化问题,导致强度和韧性降低,影响其在高温下的应用范围。所以如何提高钛合金的高温抗氧化性能是目前研究钛合金急需解决的问题。因此,在钛及钛合金表面涂覆具有优异高温抗氧化性能的复合涂层,涂层本身在高温环境下冶金反应形成的金属间化合物可以延长钛及钛合金的使用寿命,使钛合金的固有性能得以延续。本文以纯钛(TA1)为基体,通过等离子喷涂以及电弧喷涂在其表面制备了NiAl/Al、NiCu/Al、NiCr/Al三种复合涂层,在高温加热炉中对这三种复合涂层进行不同时间、不同温度的高温氧化试验,使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等仪器设备对喷涂态、氧化后的涂层进行组织分析以及将氧化后的涂层和纯钛进行氧化性能对比,绘制了氧化动力学曲线,研究了在不同的氧化温度、氧化时间下这三种复合涂层的抗氧化行为。研究结果表明,NiAl/Al、NiCu/Al、NiCr/Al三种复合涂层在700℃、800℃在高温氧化过程中,Al很容易与氧发生反应,形成连续致密的Al2O3膜,可以有效地防止基体的氧化速率。Al涂层发生熔化,Al元素扩散到NiAl、NiCu、NiCr涂层中,主要与Ni元素形成了Ni Al、Ni2Al3、NiAl3相为主的富铝相扩散层,阻碍了氧的渗入。Al元素还与NiCu、NiCr涂层中的Cu、Cr元素形成了冶金化合物和固溶体,对整体涂层抗氧化性能的提高给予了帮助。此外,在NiAl、NiCu、NiCr涂层制备过程中,Ni Al焊丝中的Al、NiCu粉末中的Cu、NiCr粉末中的Cr相继被氧化为Al2O3、CuO和Cr2O3,在涂层中形成多个条状或球状的阻挡层,以防止基体的高温氧化。通过氧化增重曲线及截面氧元素面扫描的分析,NiAl/Al、Ni Cu/Al、NiCr/Al三种复合涂层与未喷涂TA1相比,耐氧化性能显著提高。