本文選題：鋁　切入點：碳納米管　出處：《廣東工業(yè)大學》2015年碩士論文

【摘要】：鋁鍍層是一種具有良好防護性能的鍍層,鋁鍍層表面迅速氧化,可形成較厚的、致密的、結(jié)合力強的保護性氧化膜。鋁及鋁合金鍍層已應用于電子、航空工業(yè)和汽車等行業(yè)。隨著科學技術(shù)的發(fā)展,人們對鋁鍍層的性能提出了更高的要求。將納米微粒引入金屬鍍層中賦予金屬鍍層以納米粒子獨特的物理及化學性能,使得納米復合鍍層表現(xiàn)出很多優(yōu)異的性能。在鋁鍍層中加入碳納米管微粒,可以使鍍層中鋁晶粒細化,不僅能提高鍍層的致密性,還能提高鍍層的耐蝕性,因此鋁的納米復合鍍層具有較好的應用前景。本文在鋁電鍍研究的基礎上,加入碳納米管微粒,在有機鍍液中制備鋁-碳納米管復合鍍層。研究結(jié)果與結(jié)論如下：(1)研究了電流密度、時間、溫度和攪拌速率對鋁-碳納米管復合鍍層性能的影響,得到了適宜的工藝條件。(2)通過單因素實驗,考察了氫化鋰鋁、氯化鋁、碳納米管、檸檬酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨對鋁-碳納米管復合電沉積的影響。通過正交優(yōu)化實驗,得到了最佳鍍液配方。在最佳工藝條件和鍍液配方下,所得的鋁-碳納米管復合鍍層的平均厚度為29.04μm,硬度是125.31 HV。鋁-碳納米管復合鍍層的硬度明顯大于純鋁鍍層。(3)通過SEM對復合鍍層表面形貌進行檢測發(fā)現(xiàn),鋁與碳納米管實現(xiàn)了共沉積,與純鋁鍍層相比,鋁-碳納米管復合鍍層表面很粗糙,碳納米管均勻鑲嵌于鍍層中。利用EDS能譜對鋁-碳納米管復合鍍層進行成分分析,結(jié)果表面,復合鍍層主要由C、Al、O三種元素組成,且C元素的含量約為5%。說明鋁與碳納米管是共沉積到銅基體上面的。鍍層的XRD結(jié)果表明,復合鍍層的峰比純鋁鍍層寬,說明復合鍍層的晶粒尺寸比純鋁鍍層小。采用劃痕試驗、彎曲試驗、加熱(驟冷)試驗三種方法評價其結(jié)合力。結(jié)果顯示在三種試驗條件下為復合鍍層均沒有出現(xiàn)起皮、脫落現(xiàn)象,表明復合鍍層的結(jié)合力良好。(4)通過鍍層在不同腐蝕介質(zhì)中的Tafel曲線可知,鋁-碳納米管復合鍍層在中性和酸洗介質(zhì)中的耐腐蝕性能都比純鋁鍍層好,而在堿性介質(zhì)中,其耐腐蝕性能不如純鋁鍍層。
[Abstract]:Aluminum coating is a kind of coating with good protective performance. The surface of aluminum coating is oxidized rapidly, which can form a thick, dense, strong adhesion protective oxide film. Aluminum and aluminum alloy coatings have been used in electronics, With the development of science and technology, higher requirements have been put forward for the properties of aluminum coatings. Nanocrystalline particles are introduced into metal coatings to give metal coatings with unique physical and chemical properties. The nano-composite coating shows many excellent properties. Adding carbon nanotube particles to the aluminum coating can refine the aluminum grains in the coating, not only improve the density of the coating, but also improve the corrosion resistance of the coating. In this paper, carbon nanotube particles were added on the basis of aluminum electroplating. The effects of current density, time, temperature and stirring rate on the properties of Al-C nanotube composite coating were studied. The effects of lithium aluminum hydride, aluminum chloride, carbon nanotubes, sodium citrate and cetyltrimethylammonium bromide on the electrodeposition of aluminum-carbon nanotubes were investigated by single factor experiments. The optimum bath formulation was obtained. Under the optimum process conditions and bath formula, The average thickness of the aluminum-carbon nanotube composite coating is 29.04 渭 m, and the hardness is 125.31 HV. The hardness of the aluminum-carbon nanotube composite coating is obviously higher than that of pure aluminum coating. Aluminum and carbon nanotubes are codeposited. Compared with pure aluminum coating, the surface of Al-carbon nanotube composite coating is very rough, and carbon nanotubes are uniformly embedded in the coating. The composition of aluminum-carbon nanotube composite coating is analyzed by EDS spectroscopy. The results showed that the composite coating was mainly composed of three elements, Con Alo, and the content of C element was about 5. The results showed that aluminum and carbon nanotubes co-deposited on copper substrate. The XRD results of the coating showed that the peak of the composite coating was wider than that of pure aluminum coating. The results show that the grain size of composite coating is smaller than that of pure aluminum coating. The adhesion of composite coating is evaluated by scratch test, bending test and heating (quenching) test. The results show that there is no peeling in the composite coating under the three test conditions. Through the Tafel curves of the coating in different corrosive media, the corrosion resistance of Al-C nanotube composite coating in neutral and pickling medium is better than that of pure aluminum coating. In alkaline medium, the corrosion resistance of aluminum coating is not as good as that of pure aluminum coating.
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ153

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本文編號：1666517