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钛合金材料具有低密度、比强度高、抗腐蚀能力强、中温性能稳定等突出优点，因此，被广泛应用于航空航天及化学领域。但是，当使用温度高于600℃时，钛合金较弱的抗氧化性能限制了其在高温领域的广泛应用，所以提高钛合金高温抗氧化性能已成为钛合金研究的一个主要方向。本论文利用微晶玻璃的性能特点，采取搪烧工艺在钛合金表面成功地制备了微晶玻璃涂层，并系统研究了该微晶玻璃涂层的制备工艺及其性能。
论文首先对钛合金材料表面防护涂层的发展状况和微晶玻璃的特点及性能作了较系统的分析，并以石英砂、氢氧化铝、碱式碳酸镁、硼酸、无水碳酸钾、二氧化钛等为主要原料，采用传统高温熔融法制备了MgO-Al2O3-SiO2系统玻璃。分别采用差热分析仪(DTA)、X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶红外光谱仪(FT-IR)、热膨胀仪等分析测试手段对制备的MgO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃的成玻性能、热稳定性、微观结构、物理性能和光谱性能等进行了表征和研究。优选出了与钛合金相适应的MgO-Al2O3-SiO2系统玻璃配方组成，详细研究了MgO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃涂层对钛合金抗氧化的影响，并分析了该涂层的抗氧化机理。
研究结果表明用于Ti-6Al-4V钛合金抗氧化保护涂层的微晶玻璃其最佳组成为SiO235％，Al2O320％，MgO15％，TiO215％，B2O310％，K2O5％（质量百分比）。所制备的钛合金抗氧化保护用微晶玻璃涂层的晶化温度为1027～1154℃，该玻璃中析出的主要晶相为MgTi2O5。由SEM测试可以看出该析出的MgTi2O5晶体形貌为柱状，且呈现均匀交织分布。该微晶玻璃涂层的热膨胀系数为88×10-7/℃，与钛合金的膨胀系数(86×10-7/℃)完全匹配。由显微结构分析和冲击试验可以证明在1100℃下烧结20分钟制备的微晶玻璃涂层与钛合金基体具有良好的结合。采用氧化增重法对该MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃涂层抗氧化性能的测试结果表明，该涂层在800℃温度下保温10h的氧化增重仅为0.1～0.2mg/cm2。并且，随着氧化时间进一步延长，其氧化增重量逐渐减少，因此，该涂层的抗氧化效果明显。
用红外光谱对该MgO-Al2O3-SiO2系统的测试结果表明，B2O3在该系统玻璃中以[BO4]形式存在。主要是由于该玻璃组成中较高含量的碱金属氧化物K2O及碱土金属氧化物MgO有足够的正电荷补偿BO4所带的负电荷所致。[BO4]的存在使玻璃结构得到加强，使该微晶玻璃涂层的性能得到进一步提高。