本文關(guān)鍵詞：鎳基氧化鋯納米復(fù)合電鍍技術(shù)的開發(fā)及在連鑄結(jié)晶器上的應(yīng)用

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【摘要】：納米復(fù)合電鍍是一種利用電化學(xué)原理將納米微粒與欲沉積金屬的離子在陰極表面實(shí)現(xiàn)共沉積,形成具有某些特殊功能的納米復(fù)合鍍層的方法。Ni-ZrO_2納米復(fù)合鍍層由金屬鎳以及彌散分布于其中的高硬度ZrO_2納米微粒構(gòu)成。該納米復(fù)合鍍層具有高硬度、高耐磨性、良好的耐高溫性能等特點(diǎn)。在現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)中,連鑄技術(shù)對提高冶金企業(yè)的生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。在連鑄機(jī)上使用的結(jié)晶器銅板表面采用電鍍層,以延長銅板的使用壽命。連鑄機(jī)的結(jié)晶器對電鍍層的性能提出了很高的要求:鍍層韌性要好,硬度高,要在高溫下有很好的耐磨性能。本文采用氨基磺酸鹽鍍鎳液添加納米ZrO_2漿液,以銅為基體制備Ni-ZrO_2納米復(fù)合鍍層,對影響納米復(fù)合鍍層的硬度、耐磨性及沉積速率的因素進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,并對ZrO_2納米復(fù)合鍍層的微觀形貌進(jìn)行了觀察研究。在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)并在結(jié)晶器銅板上應(yīng)用。其具體的研究工作如下:首先,采用正交試驗(yàn)法對Ni-ZrO_2納米復(fù)合電鍍的工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,最終得到的優(yōu)化工藝參數(shù)為:陰極電流密度為3A/dm2,ZrO_2含量為12g/L,鍍液溫度為50℃,極間距為12cm。其次,根據(jù)電鍍時(shí)間和電流密度計(jì)算出電鍍Ni-ZrO_2納米復(fù)合鍍層的平均沉積速度度大約為0.007 mm/h·A。最后,在實(shí)驗(yàn)室研究的基礎(chǔ)上,轉(zhuǎn)化為工業(yè)實(shí)驗(yàn),在煉鋼廠用組合式方坯結(jié)晶器實(shí)際應(yīng)用Ni-ZrO_2納米復(fù)合鍍層,通過在連鑄方坯結(jié)晶器上的工業(yè)試驗(yàn),證明了Ni-ZrO_2納米復(fù)合鍍層可以穩(wěn)定使用,達(dá)到該型結(jié)晶器的使用要求,完全能夠替代原有的方坯銅板鍍層,并能夠較大幅度的節(jié)約電鍍原材料成本。
【關(guān)鍵詞】：納米復(fù)合電鍍 硬度 耐磨性 結(jié)晶器
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TF341.6;TQ153
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-33
• 1.1 復(fù)合電鍍的簡介10-11
• 1.1.1 復(fù)合鍍層的發(fā)展過程10-11
• 1.1.2 復(fù)合電鍍的特點(diǎn)11
• 1.2 納米復(fù)合電鍍技術(shù)11-15
• 1.2.1 納米復(fù)合鍍層的結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn)12
• 1.2.2 納米復(fù)合鍍層的分類12-15
• 1.3 納米復(fù)合電鍍的機(jī)理模型15-17
• 1.4 納米復(fù)合鍍層的工藝及其特點(diǎn)17-20
• 1.4.1 納米復(fù)合鍍層的工藝17-19
• 1.4.2 納米復(fù)合鍍層工藝的特點(diǎn)19
• 1.4.3 電鍍制備納米復(fù)合鍍層的方法19-20
• 1.5 電鍍用納米粒子的選擇20-22
• 1.5.1 納米粒子的性質(zhì)20
• 1.5.2 納米粒子的制備方法20-21
• 1.5.3 電鍍納米不溶性固體顆粒的選擇原則21
• 1.5.4 納米粒子在復(fù)合鍍層中所起的作用21-22
• 1.6 納米氧化鋯在復(fù)合鍍中的應(yīng)用22-24
• 1.6.1 高硬度耐磨納米復(fù)合鍍層22-23
• 1.6.2 耐蝕性和高溫抗氧化性納米復(fù)合鍍層23-24
• 1.6.3 在電極材料上的應(yīng)用24
• 1.7 納米復(fù)合電鍍存在的問題24-25
• 1.8 納米顆粒的團(tuán)聚現(xiàn)象以及解決方法25
• 1.9 納米復(fù)合鍍技術(shù)發(fā)展前景展望25-26
• 1.10 連鑄結(jié)晶器與電鍍技術(shù)的應(yīng)用26-31
• 1.10.1 連鑄簡介26
• 1.10.2 結(jié)晶器簡介26-28
• 1.10.3 應(yīng)用在結(jié)晶器中的各種鍍層28-30
• 1.10.4 結(jié)晶器對鍍層的特殊要求30-31
• 1.11 本課題研究內(nèi)容及意義31-33
• 第二章 實(shí)驗(yàn)方法和內(nèi)容33-40
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原理33
• 2.2 實(shí)驗(yàn)材料及裝置33-34
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料33-34
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)藥品34
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)裝置34
• 2.3 主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備34-35
• 2.4 鍍液的配方及工藝參數(shù)35-36
• 2.5 電鍍工藝流程36-38
• 2.5.1 鍍液的配制36-37
• 2.5.2 鍍件預(yù)處理37-38
• 2.5.3 納米復(fù)合鍍層制備38
• 2.6 分析方法38-40
• 2.6.1 沉積速度的測定38
• 2.6.2 鍍層硬度的測定38-39
• 2.6.3 鍍層耐磨性的測定39
• 2.6.4 鍍層的微觀形貌觀測39-40
• 第三章 Ni- ZrO_2納米復(fù)合電鍍工藝的實(shí)驗(yàn)室研究40-47
• 3.1 影響復(fù)合電鍍因素的正交實(shí)驗(yàn)40-41
• 3.2 復(fù)合鍍層硬度分析41-42
• 3.3 復(fù)合鍍層耐磨性摩擦失重的分析42-43
• 3.4 最優(yōu)方案的確定43
• 3.5 復(fù)合鍍層的沉積速度43-44
• 3.6 復(fù)合鍍層形貌及組織結(jié)構(gòu)分析44-45
• 3.7 納米復(fù)合鍍層結(jié)合力檢測45-46
• 3.8 本章小結(jié)46-47
• 第四章 ZrO_2納米復(fù)合鍍層在工業(yè)上的應(yīng)用47-55
• 4.1 納米復(fù)合鍍實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)線的建立47-52
• 4.1.1 納米復(fù)合鍍實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)線的設(shè)備47-48
• 4.1.2 納米復(fù)合鍍產(chǎn)品要達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)48
• 4.1.3 生產(chǎn)所需的原料48-50
• 4.1.4 工業(yè)生產(chǎn)工藝50-52
• 4.1.5 電鍍生產(chǎn)流程52
• 4.2 工業(yè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及在煉鋼廠使用情況52-53
• 4.3 生產(chǎn)成本的對比53-54
• 4.4 工業(yè)實(shí)驗(yàn)小結(jié)54-55
• 結(jié)論55-56
• 參考文獻(xiàn)56-61
• 致謝61-62
• 作者簡介62-63

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本文編號：861288