由于Cu-10Ni合金具有良好的導(dǎo)電性、可加工性和耐腐蝕性,被廣泛應(yīng)用于海洋環(huán)境中。Cu-10Ni合金的失效往往首先發(fā)生在表面,而腐蝕是其失效的主要方式,因此,可以通過(guò)提高材料表面的綜合性能達(dá)到改善Cu-10Ni合金耐蝕性的目的。表面納米化（SNC）技術(shù)是提高金屬材料性能和延長(zhǎng)使用壽命的常見(jiàn)技術(shù)。本論文通過(guò)實(shí)驗(yàn)和理論研究,獲得具有高抗蝕性白銅合金表面納米化最佳制備工藝,為其推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ),研究結(jié)果對(duì)指導(dǎo)白銅的腐蝕機(jī)理,豐富納米晶腐蝕的理論具有重要意義。銅合金還可以作為負(fù)極集流體而應(yīng)用于鋰離子電池中,但其在使用過(guò)程中容易發(fā)生腐蝕,從而導(dǎo)致使用壽命縮短并影響電池的穩(wěn)定性。因此,制備高耐腐蝕性和穩(wěn)定的循環(huán)性能的集流體具有重要意義。納米化可以提高銅合金耐蝕性能,增加與活性物質(zhì)接觸的比表面積,有效降低電池在充電和放電過(guò)程中活性物質(zhì)的絕對(duì)體積膨脹率,增強(qiáng)與電解質(zhì)的接觸,以及提高導(dǎo)電性能。本文分別采用了超聲噴丸技術(shù)（Ultrasonic shot peening,USSP）和超聲表面滾壓技術(shù)（Ultrasonic surface rolling process,USRP）對(duì)Cu-10Ni合金進(jìn)行... 

【文章來(lái)源】：江西理工大學(xué)江西省

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

顯微硬度與晶粒尺寸關(guān)系示意圖

第一章緒論4圖1.2表面納米化三種方式圖1.2(a)是表面涂覆或沉積法，是指在金屬材料表面涂覆或沉積納米晶從而形成一定厚度的納米層，該方法是基于PVD、CVD等涂覆和沉積技術(shù)。所述的涂覆材料可以是納米尺寸的顆�；蚨嗑Х勰�，也可以是與基體材料相同或不同的材料制成。涂覆或沉積法可以保持納米結(jié)構(gòu)的主要原因是涂覆層與基體的結(jié)合以及顆粒之間的鍵合。這類方法的主要優(yōu)點(diǎn)是：獲得大小可控、較為均勻的納米級(jí)晶粒，基體與納米結(jié)構(gòu)層有較為顯著的界面，經(jīng)過(guò)納米化處理后材料的總體尺寸有所增加。圖1.2(b)是表面自納米化法。金屬表面自納米化是指通過(guò)在金屬表面施加應(yīng)力導(dǎo)致產(chǎn)生劇烈塑性變形，從而產(chǎn)生大量晶體缺陷，例如位錯(cuò)、孿晶和剪切帶。如果位錯(cuò)密度繼續(xù)增加到一定程度，就會(huì)產(chǎn)生湮滅、重組，形成具有亞微米尺度以下的晶粒。繼續(xù)施加應(yīng)力，位錯(cuò)將晶粒細(xì)化，最終會(huì)形成晶體學(xué)隨機(jī)取向的納米級(jí)晶粒。金屬表面自納米化中的表面機(jī)械加工處理法是指在金屬表面形成的納米層，成分與基體一致，顯微結(jié)構(gòu)呈梯度變化，在使用過(guò)程不易產(chǎn)生分層剝落和脫離，而且易于實(shí)現(xiàn)規(guī)�；a(chǎn)，極具開發(fā)應(yīng)用的潛力[24-26]。表面納米結(jié)晶(SNC)技術(shù)是改善傳統(tǒng)金屬材料使用性能和服役壽命的實(shí)用方法，具有極大的發(fā)展和應(yīng)用潛力[27]。有許多方法可以在金屬材料表層形成梯度“納米到微米”結(jié)構(gòu)，如超聲冷鍛技術(shù)[28]，超聲波納米晶體表面改性[29]，超聲波沖擊處理[30]，超聲噴丸[31]，超聲表面滾壓工藝[32]。對(duì)SNC技術(shù)的研究已經(jīng)比較成熟，表面超聲滾壓工藝具有設(shè)備成本低，自動(dòng)化水平高，生產(chǎn)規(guī)模大等優(yōu)點(diǎn)。圖1.2(c)混合納米化示意圖，可以看出在混合過(guò)程中結(jié)合了化學(xué)處理方法。在材料表層形成納米晶與化學(xué)處理同時(shí)進(jìn)行，或者在材料表面納米晶形成后再實(shí)?

第一章緒論6圖1.3銅鎳合金的二元相圖1.3納米晶銅及銅合金腐蝕性能研究納米材料因?yàn)槠鋬?yōu)良的性能被研究者普遍關(guān)注，成為近年來(lái)發(fā)展迅速的一種新型材料。表面納米化對(duì)材料腐蝕行為的影響比較復(fù)雜，這是由于表面納米化處理會(huì)對(duì)材料表面的成分、結(jié)構(gòu)和狀態(tài)造成影響，任何一個(gè)參數(shù)產(chǎn)生變化，都可能會(huì)使得材料耐腐蝕性能發(fā)生改變，而且加工方法、腐蝕介質(zhì)、腐蝕溫度也會(huì)影響其腐蝕行為。如果納米化后表面粗糙度過(guò)大將會(huì)降低材料的耐磨性和抗腐蝕性能，表面產(chǎn)生裂紋也會(huì)降低抗腐蝕性能。改善金屬表面性能的方法有很多，如噴丸[36-38]、超聲表面滾壓、超聲表面研磨[39]、涂層、鍍層、滲碳以及陶瓷化等，其中“表面納米化”技術(shù)開發(fā)研究獲得廣泛的實(shí)際工程應(yīng)用，提升了金屬材料的使用性能和服役壽命。純銅經(jīng)過(guò)表面機(jī)械納米化后，屈服強(qiáng)度由75MPa提高到450MPa。黃銅表面形成的納米層有較高的耐磨性和抗腐蝕能力。B30合金表面形成晶粒尺寸約45nm的納米層，表面硬度提高近5倍，抗腐蝕和磨損性能顯著提高，原因是納米晶有利于快速形成CuO保護(hù)膜。表面納米化316L不銹鋼和Fe-20Cr合金[40]，在SO42-介質(zhì)中的鈍化膜很容易被擊穿，抗腐蝕性能反而降低，而在NaCl、硼酸和H2S溶液中則具有很好的抗腐蝕性能[41,42]。不銹鋼、鈦合金、鋁合金、鎳基合金和銅等經(jīng)過(guò)表面納米化處理后，表面硬度和抗腐蝕性能得到顯著提高，而且可以有效提升金屬材料的整體強(qiáng)度，但材料的塑性又沒(méi)有降低[43-47]。表面納米化后，Cu-Ti合金表面的晶粒細(xì)化導(dǎo)致硬度增加[48]。Amanov等人[49]采用超聲噴丸處理工藝在Cu-Sn合金上形成表面納米層，摩擦系數(shù)降低，耐磨性提高。Mao等人[50]使用機(jī)械錘擊方法在B30銅合金表面上形成粒度約為45nm的納米層。結(jié)果，耐腐蝕性得到顯著?

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本文編號(hào)：3338218