优化Ti6Al4V表面性能：水热氧化工艺研究

"Ti6Al4V水热氧化工艺的研究" 本文是刘擎和王庆良发表的首发论文，探讨了如何通过水热氧化工艺改善Ti6Al4V钛合金的表面硬度和耐磨性。Ti6Al4V是一种广泛应用的钛合金，以其高强度重量比和良好的耐腐蚀性著称，但在摩擦学特性方面表现不足。为了克服这一问题，研究者们采用了水热氧化的方法，旨在在其表面形成一层氧化层以改善其性能。 在实验过程中，研究人员将样品加热至700℃并保持4小时，以此作为最优的氧化处理条件。通过这种方法生成的氧化层可以显著增强钛合金表面的硬度和耐磨性。为了评估处理效果，他们使用光学显微镜来观察氧化后的试样显微形貌，以分析氧化层的结构和均匀性。此外，利用显微硬度计测量了试样的硬度变化，以量化处理后表面硬度的提升程度。同时，接触角测量仪用于测定试样的接触角，这有助于理解氧化层对材料润湿性和表面能的影响，从而推断其耐磨性改善的程度。 文章指出，700℃的氧化温度和4小时的处理时间使得氧化层形成最佳，这可能是由于在此条件下，氧化反应能够充分进行，形成的氧化物层既足够致密又具有良好的结合力。这种优化的水热氧化工艺对于提高钛合金在航空航天、医疗器械和工业应用中的使用寿命和性能具有重要意义。 接触角的测量对于了解材料表面的湿润性至关重要，因为它直接影响到材料与润滑剂或周围环境的相互作用。较小的接触角表明材料表面更易于被液体润湿，可能导致更快的磨损；而较大的接触角则意味着更好的抗湿滑能力，从而提高耐磨性。因此，通过水热氧化工艺调整接触角，可以有效改善钛合金的摩擦学特性。 这项研究揭示了水热氧化技术在改性Ti6Al4V钛合金表面性能方面的潜力。通过控制氧化条件，可以生成具有增强耐磨性和硬度的氧化层，这对于提高钛合金在各种苛刻环境下的使用性能具有实际价值。未来的研究可能进一步探索不同温度和时间下氧化层的微观结构、成分以及它们如何影响材料的力学和摩擦学特性。