工业纯钛TA2熔盐电解法渗硼的渗层生长动力学

摘要

选用硼酸钠-氯化钙体系为电解质,采用熔盐电解法在钛表面渗硼,研究熔盐温度及渗硼时间对渗层物相、形貌及渗层厚度的影响,并对渗层生长动力学进行了分析.利用XRD对渗硼试样表面进行物相分析,利用扫描电镜(SEM)观察渗硼试样的断面形貌并采用能谱(EDS)进行元素分析.结果表明:在温度为1153～1293 K、电流密度为500 A/m2,通电15～60 min的条件下,Ti表面得到的硼化物渗层上层是均匀致密的TiB2,下层是嵌入基体的针状TiB;在1293 K下渗硼60 min后,所得渗层中TiB2厚度约为8.4μm.根据TiB2渗层厚度随时间的变化关系,计算出渗层在1193、1243和1293 K的生长速率常数分别为5.85×10-15、1.24×10-14和2.10×10-14 m2/s,TiB2渗层生长激活能为152.02 kJ/mol.