A Study on Pack Siliconization of Titanium Aluminides
碩士 === 國立臺灣大學 === 材料科學(工程)研究所 === 84 === Ti-25Al基合金質輕且高溫強度高，是一極具潛力的航太用高溫材料。但 其耐高溫氧化極限溫度為650℃，限制了高溫的應用。合金表面作鍍層處 化與熱腐蝕的有效方法。本實驗係利用粉浴法，以矽粉、氟化鈉與氧化鋁 粉作為粉浴原料，探討在不同的粉浴條件下，鍍層與合金基材的接合狀況 與顯微結構，並比較合金試片在1000℃下，經72小時及大氣下的氧化速率...
| Main Authors: | , |
|---|---|
| Other Authors: | |
| Format: | Others |
| Language: | zh-TW |
| Published: |
1996
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| Online Access: | http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/92258910739401804268 |
| Summary: | 碩士 === 國立臺灣大學 === 材料科學(工程)研究所 === 84 === Ti-25Al基合金質輕且高溫強度高，是一極具潛力的航太用高溫材料。但
其耐高溫氧化極限溫度為650℃，限制了高溫的應用。合金表面作鍍層處
化與熱腐蝕的有效方法。本實驗係利用粉浴法，以矽粉、氟化鈉與氧化鋁
粉作為粉浴原料，探討在不同的粉浴條件下，鍍層與合金基材的接合狀況
與顯微結構，並比較合金試片在1000℃下，經72小時及大氣下的氧化速率
，以得到最佳的矽化優選條件。再將矽化試片進行高溫氧化、熱循環氧化
與熱腐蝕實驗，以評估鍍層對高溫抗氧化與熱腐蝕的影響。此外，在粉浴
系統中摻雜硼元素，探討硼元素對鍍層生長的影響。實驗結果顯示，
Ti-25Al-10Nb合金的矽化機構是遵循拋物線速率法則。矽化生成物為
TiSi\2與TiSi，矽化鍍層厚度均勻且無孔洞，亦無延伸入基材的表面裂痕
。矽化優選條件是以NaF為活化劑，在1050℃下，矽化時間為3小時，鍍層
厚度約為30μm。將矽化試片在1000℃淬火後，矽化鍍層並無剝落的現象
，顯示鍍層與基材的接合良好。而添加硼元素的鍍層生長有被抑制的傾向
，詳細原因有待探討。高溫氧化實驗結果顯示，矽化試片在800~1100℃氧
化過程中，表面生成的氧化物為TiO\2與SiO\2，且隨溫度的昇高，SiO\2
量會增加。由氧化實驗的重量增加曲線中顯示，矽化試片的高溫抗氧化性
明顯地優於鋁化試片與無鍍層試片。在高溫循環氧化實驗中，矽化鍍層並
未因熱衝擊而剝落，顯示矽化鍍層的抗熱循環性質優異。在熱腐蝕實驗方
面，Ti-25Al-10Nb合金矽化試片之熱腐蝕行為遵循拋物線法則，且矽化鍍
層試片與硫酸鈉鹽層反應生成矽酸鈉的玻璃相可阻擋Na、S、O等元素侵入
基材，避免更深入的腐蝕，故矽化鍍層的抗熱腐蝕性質甚佳。
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