本文關(guān)鍵詞： 復(fù)合電鑄 稀土 顯微硬度 耐腐蝕性 抗高溫氧化性　出處：《吉林大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：近年來(lái),隨著科學(xué)技術(shù)和制造工藝水平的不斷進(jìn)步,電鑄技術(shù)向著復(fù)雜化、精確化、高性能化的方向快速發(fā)展。納米Lu_2O_3微粒具有較高的密度和熔點(diǎn),高溫穩(wěn)定性以及優(yōu)異的耐熱性,是一種較為理想的納米微粒添加物,在陶瓷材料、發(fā)光材料和鎢及其合金的添加物等領(lǐng)域已有廣泛的應(yīng)用,并取得了一定成果。將納米Lu_2O_3微粒與金屬鎳共沉積,有望獲得綜合性能優(yōu)異的復(fù)合鑄層,因此研究納米氧化镥復(fù)合電鑄技術(shù)對(duì)提高電鑄制品的性能及擴(kuò)大電鑄技術(shù)的應(yīng)用范圍具有重要意義。本文首先通過(guò)正交試驗(yàn)確定了Lu_2O_3微粒添加量、陰極電流密度及攪拌速率等三個(gè)工藝參數(shù)對(duì)復(fù)合鑄層中的Lu_2O_3微粒共沉積量影響的顯著性:Lu_2O_3微粒添加量影響最大,攪拌速度次之,陰極電流密度影響最小;并發(fā)現(xiàn)在工藝參數(shù)Lu_2O_3微粒添加量為4g/L、攪拌速率為800rpm、陰極電流密度3A/dm2時(shí),可得到較高的Lu_2O_3微粒共沉積量(2.99wt%)。對(duì)復(fù)合鑄層的表面形貌和粗糙度研究結(jié)果顯示超聲攪拌前處理能明顯改善復(fù)合鑄層的表面形貌;Lu_2O_3顆粒共沉積量越高,鑄層越平整致密,表面粗糙度越小。由X射線衍射儀(XRD)分析可知,Lu_2O_3微粒的加入改變了復(fù)合鑄層的擇優(yōu)取向。其次對(duì)不同Lu_2O_3微粒共沉積量的復(fù)合鑄層的顯微硬度、耐腐蝕性和抗高溫氧化性等性能研究結(jié)果表明:Ni-Lu_2O_3復(fù)合鑄層的顯微硬度隨著Lu_2O_3微粒共沉積量的增加而增加,鑄層的顯微硬度最高達(dá)到351.2HV,比純鎳鑄層提高了33.1%;隨著陰極電流密度和攪拌速率的增大,鑄層的顯微硬度均呈先增加后減小的趨勢(shì)。Lu_2O_3微粒共沉積量為2.99wt%時(shí),復(fù)合鑄層的耐腐蝕性和抗高溫氧化性能最好。為了進(jìn)一步提高復(fù)合鑄層性能,本文探索了LuCl3的加入對(duì)復(fù)合電鑄工藝及復(fù)合鑄層性能的影響,結(jié)果表明:LuCl3的加入提高了鑄層中Lu_2O_3微粒共沉積量,LuCl3添加量為2g/L時(shí),復(fù)合鑄層表面最致密均勻,粗糙度最小,達(dá)到0.149μm。復(fù)合鑄層的顯微硬度隨著LuCl3添加量的增加而先增加后減小,LuCl3添加量為3g/L時(shí),鑄層顯微硬度達(dá)到403.1HV,比純鎳提高了53%。LuCl3添加量為2g/L時(shí),復(fù)合鑄層表面致密,缺陷較少,使其具有最好的耐腐蝕性能和抗高溫氧化性能。
[Abstract]:In recent years, with the continuous progress of science and technology and manufacturing technology, electroforming technology has developed rapidly in the direction of complexity, precision and high performance. Nanocrystalline Lu_2O_3 particles have high density and melting point. Because of its high temperature stability and excellent heat resistance, it is an ideal nano-particle additive. It has been widely used in ceramic materials, luminescent materials, tungsten and its alloys. Some results have been obtained. The composite casting layer with excellent comprehensive properties can be obtained by co-deposition of nano-sized Lu_2O_3 particles with nickel metal. Therefore, it is of great significance to study the nano-Lutetium oxide composite electroforming technology to improve the properties of electroforming products and to expand the application range of electroforming technology. Firstly, the amount of Lu_2O_3 particles added is determined by orthogonal test. The effect of cathode current density and stirring rate on the codeposition amount of Lu_2O_3 particles in composite casting layer is significant. The effect of adding amount of Lu_2O_3 particles in composite layer is the biggest, the stirring speed is the second, and the influence of cathode current density is the least. It is also found that when the process parameter Lu_2O_3 particle is added 4 g / L, the stirring rate is 800rpm, the cathode current density is 3A / dm2, A higher amount of co-deposition of Lu_2O_3 particles can be obtained. The surface morphology and roughness of the composite casting layer are studied. The results show that the surface morphology of the composite cast layer can be improved obviously by ultrasonic stirring treatment. The higher the amount of co-deposition of LuSZ _ 2O _ 3 particles, the more smooth and compact the cast layer is. The smaller the surface roughness is, the lower the surface roughness is. The results of X-ray diffractometer show that the addition of Lu2O3 particles changes the preferred orientation of the composite cast layer. Secondly, the microhardness of the composite cast layer with different amount of co-deposition of Lu_2O_3 particles is obtained. The results of corrosion resistance and high temperature oxidation resistance show that the microhardness of the Lu_2O_3 composite cast layer increases with the increase of co-deposition amount of Lu_2O_3 particles. With the increase of cathode current density and stirring rate, the microhardness of cast layer increased first and then decreased. When the codeposition amount of Lu2O3 particles was 2.99 wt%, the microhardness of cast layer reached 351.2 HVV, which was higher than that of pure nickel cast layer, and the microhardness of cast layer increased firstly and then decreased with the increase of cathode current density and stirring rate. The corrosion resistance and high temperature oxidation resistance of the composite casting layer are the best. In order to further improve the properties of the composite casting layer, the effect of the addition of LuCl3 on the composite electroforming process and the properties of the composite casting layer is explored in this paper. The results show that the surface of the composite cast layer is densest and uniform, and the roughness is the least when the addition of Lu_2O_3 particles to the cast layer increases the amount of co-deposition of Lu_2O_3 particles in the cast layer is 2 g / L, and the addition amount of LuCl3 in the cast layer is 2 g / L. The microhardness of the composite cast layer increased first and then decreased with the increase of LuCl3 content. The microhardness of the cast layer reached 403.1 HV.When the addition of pure nickel was increased by 53. LuCl3 to 2 g / L, the surface of the composite cast layer was compact and the defects were less. It has the best corrosion resistance and high temperature oxidation resistance.
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TQ153.4

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本文編號(hào)：1553302