Исследование газонасыщения титана и особенности формирования керамического слоя в рамках подхода окислительного конструирования

摘要

Исследовано газонасыщение образцов, изготовленных из титана марки ВТ 1-0 в форме дисков, после изотермических выдержек при 875 °С с доступом атмосферного воздуха в течение 2,4,6, 7 и 13 суток. Методом рентгено-фазового анализа установлено, что оксидный слой представляет собою рутил TiO_2. Металлическая заготовка поглощает кислород и азот из атмосферного воздуха, которые концентрируются в приповерхностном слое. Прирост массы кислорода, идущего на образование рутила, составляет 96 - 98 масс. % от общего количества поглощенного газа. Остальной поглощенный газ (2-4 масс. %) содержится в металлической заготовке в виде твердых растворов. Скорость поглощения газа титановой заготовкой пропорциональна скорости образования рутила. Определены кинетики процесса окисления для каждой из поверхностей образца (боковая и торцевая), которые описываются экспоненциальным законом. На начальном этапе процесса окисления геометрия поверхности не влияет на скорость образования керамического слоя рутила; в дальнейшем происходит "ускорение" роста рутила на торцевой поверхности.