本文關(guān)鍵詞：熔體鋁與非金屬基底潤濕性研究

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【摘要】：液固潤濕是材料制備加工過程中的一種常見物理化學(xué)現(xiàn)象。本文采用座滴法測試了鋁熔體與石墨、鍍鈦石墨、鍍鋯石墨、鍍鋯氧化鋁等在真空條件下的潤濕性,主要研究了鈦鍍層及鋯鍍層厚度對鋁熔體與氧化鋁及石墨基底潤濕行為的影響,分析了鍍層對潤濕行為的作用機(jī)理。鋁熔體與純鋯、普通氧化鋁及鍍鋯氧化鋁基底700℃的潤濕性測試結(jié)果表明,沉積在氧化鋁基底上的鋯膜改善了基底與鋁熔體的潤濕性,并促進(jìn)了前驅(qū)膜的形成。隨著鋯膜厚度由160nm增加到670nm,終態(tài)接觸角逐漸降低,鋪展速率逐漸增加,前驅(qū)膜逐漸變寬和增厚。由于界面相互作用而引起的表面張力梯度,會導(dǎo)致馬蘭戈尼流動(dòng),這是該潤濕過程中形成該類前驅(qū)膜現(xiàn)象的主要原因。700℃和750℃下鋁熔體與鍍Zr石墨基底的潤濕行為研究表明,石墨表面鍍Zr能顯著改善鋁熔體與石墨基底的潤濕性,750℃下鋁熔體在580nm鍍Zr石墨上在2分鐘內(nèi)即接近完全潤濕。隨著Zr鍍層從170nm增加到580nm,終態(tài)接觸角大幅減小,鋪展速率顯著增大,前驅(qū)膜顯著變寬。潤濕溫度從700℃提高到750℃,可顯著加速鋪展,終態(tài)接觸角也有一定程度減小。750℃與800℃下鋁熔體與鍍Ti石墨基底的潤濕行為研究表明,石墨表面鍍Ti能夠明顯改善鋁熔體與石墨基底的潤濕性,并有利于前驅(qū)膜的形成。Ti鍍層厚度顯著影響鋁熔體與石墨基底的潤濕性,隨著鍍層厚度從310nm增加到590nm,終態(tài)接觸角從大幅減小,鋪展速率明顯增大。潤濕溫度的升高會明顯提高鋪展速率,降低終態(tài)接觸角。
【關(guān)鍵詞】：鋁熔體 潤濕性 Zr鍍層 座滴法
【學(xué)位授予單位】：沈陽航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O647.5
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-25
• 1.1 潤濕行為的研究進(jìn)展11-13
• 1.1.1 潤濕性的表征11-12
• 1.1.2 鋪展動(dòng)力學(xué)12-13
• 1.2 磁控濺射13-17
• 1.2.1 磁控濺射原理13-14
• 1.2.2 磁控濺射特征14-15
• 1.2.3 射頻磁控濺射15-17
• 1.3 潤濕行為的研究方法17-19
• 1.3.1 毛細(xì)管法17-18
• 1.3.2 垂直盤片法18-19
• 1.3.3 座滴法19
• 1.4 潤濕行為的作用19-23
• 1.5 本文選題意義及主要內(nèi)容23-25
• 第2章 實(shí)驗(yàn)方法25-30
• 2.1 實(shí)驗(yàn)用品25
• 2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備25
• 2.3 實(shí)驗(yàn)步驟25-30
• 2.3.1 石墨片的制備25-26
• 2.3.2 氧化鋁片的制備26
• 2.3.3 鍍膜過程26-30
• 第3章 熔體鋁與沉積Zr鍍層的α-Al2O3潤濕行為研究30-44
• 3.1 引言30-31
• 3.2 實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)過程31-32
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果32-35
• 3.3.1 接觸角變化與潤濕性32
• 3.3.2 前驅(qū)膜現(xiàn)象32-35
• 3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析35-41
• 3.4.1 前驅(qū)膜形成與潤濕性35-38
• 3.4.2 界面反應(yīng)與潤濕性38-41
• 3.5 結(jié)果討論41-43
• 3.6 本章小結(jié)43-44
• 第4章 熔體鋁與沉積Zr鍍層石墨片的潤濕行為研究44-57
• 4.1 引言44
• 4.2 實(shí)驗(yàn)過程44-45
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果45-49
• 4.3.1 不同溫度的潤濕動(dòng)力學(xué)曲線45-47
• 4.3.2 表面形貌47-49
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析49-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 第5章 沉積Ti鍍層的石墨片與熔體鋁的潤濕行為研究57-68
• 5.1 引言57
• 5.2 實(shí)驗(yàn)過程57-59
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果59-62
• 5.3.1 潤濕鋪展過程59-60
• 5.3.2 潤濕機(jī)制60-62
• 5.4 結(jié)果分析62-67
• 5.4.1 反應(yīng)驅(qū)動(dòng)潤濕62-63
• 5.4.2 前驅(qū)膜效應(yīng)討論63-67
• 5.5 本章小結(jié)67-68
• 結(jié)論68-69
• 參考文獻(xiàn)69-72
• 致謝72-73
• 攻讀碩士期間發(fā)表（含錄用）的學(xué)術(shù)論文73

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本文編號：1064214