【摘要】：納米復(fù)合鍍層相比于一般鍍層而言,在耐腐蝕性、耐磨性、自潤滑性、顯微硬度等方面具有更加優(yōu)良的性能,被普遍應(yīng)用于零部件表面改性、部件防護等方面;噴射電沉積相比于普通電沉積而言,具有更高的沉積效率,更穩(wěn)定、更優(yōu)質(zhì)的鍍層質(zhì)量,通過合理的參數(shù)控制,可制備不同結(jié)構(gòu)的鍍層。本文在自行設(shè)計搭建的試驗機床上,開展了噴射電沉積鎳基納米復(fù)合鍍層的基礎(chǔ)試驗研究,并對鍍層的各項性能進行了較為詳細的分析,主要研究內(nèi)容如下:(1)金屬材料的腐蝕機理分析與復(fù)合鍍層的防腐機理分析。金屬發(fā)生腐蝕需要空氣和電解質(zhì)兩項條件同時具備,單質(zhì)金屬的腐蝕從表面開始,而復(fù)合材料由于不同材料之間存在電勢差,在電解質(zhì)的作用下會形成電解池,故會發(fā)生晶間腐蝕。(2)實驗裝置的設(shè)計與搭建,控制系統(tǒng)程序的編寫。針對實驗需求,提出了模塊化設(shè)計方案,設(shè)計了噴射電沉積機床;針對試驗不同參數(shù)的需要,編寫了控制程序,搭建了帶有LCD顯示屏的控制盒,方便對實驗過程的觀察與控制。(3)納米多層膜結(jié)構(gòu)復(fù)合鍍層的試驗研究。針對燒結(jié)釹鐵硼磁體材料本身易腐蝕失效的問題,采用噴射電沉積技術(shù),高速高效制備出光亮鎳、暗鎳、多層鎳三種結(jié)構(gòu)形式的沉積層。對鍍層各項性能的測試表明,多層鎳結(jié)構(gòu)形式的鍍層抗腐蝕性能遠遠高于單層鎳,并且表面質(zhì)量相對于暗鎳有明顯的改善,兼有亮鎳與暗鎳的優(yōu)點,能更好的保護釹鐵硼材料。(4)為進一步提高納米復(fù)合鍍層的表面質(zhì)量及性能指標,在噴射電沉積基礎(chǔ)上引入在線陶瓷棒滾壓摩擦的方法制備Ni-SiO_2復(fù)合鍍層。通過改變鍍液中納米SiO_2粒子的含量以及是否采用陶瓷棒進行滾壓摩擦作用,考察不同濃度的SiO_2及摩擦對鍍層的表面形貌、顯微硬度及耐蝕性的影響,并用FESEM、XRD、顯微硬度計對鍍層進行了表征分析,結(jié)果表明:陶瓷棒輔助滾壓摩擦不僅提高了鍍層的顯微硬度,還改善了其表面質(zhì)量;Ni-SiO_2納米復(fù)合鍍層的顯微硬度與耐蝕性較純鎳鍍層都得到了一定提高。
【圖文】：

圖 1.1 納米多層膜結(jié)構(gòu)示意圖構(gòu)形式的鍍層，子層的厚度在納米級，故子層與子層之間寸效應(yīng)”[5]，所以擁有特殊的力學(xué)、化學(xué)、光學(xué)等性能。在動性不同，同種金屬不同結(jié)構(gòu)形式活動性也不同，所以層與性較強的金屬材料作為陽極，較弱的作為陰極，從而犧牲鍍層的防腐蝕性能。外研究的比較多的是采用納米多層膜結(jié)構(gòu)，進一步增強鍍層 多層膜，Ni/Fe 多層膜，Ni/Al 多層膜等。鍍層的性能力學(xué)性能主要為：強度、硬度、韌性、塑性、耐磨性等，復(fù)合特征、形變機理，可以加快推動新材料的研發(fā)以滿足當前的納米粒子復(fù)合鍍層還是多層膜復(fù)合鍍層，都具有更加優(yōu)良者探究復(fù)合鍍層的形成機理。

一方面不影響其導(dǎo)電性，另一方面還可以減小摩擦力與摩擦損耗；400℃以上高溫環(huán)境下運行的動摩擦部件（圖1.2 c 所示），普通潤滑劑在這種環(huán)境下會氧化燃燒，達不到潤滑的目的，使用基質(zhì)金屬與固體潤滑劑共同沉積得到的復(fù)合鍍層本身就有自潤滑特性，性能穩(wěn)定且環(huán)保，受到越來越多人的重視；工作在環(huán)境較為惡劣情況下的齒輪，發(fā)生銹蝕（圖 1.2 d 所示），耐蝕性復(fù)合鍍層則能對其起到一定的保護作用。（a）海上風(fēng)機 （b）高鐵受電弓(c)磨損的曲軸 （d）銹蝕的齒輪圖 1.2 復(fù)合鍍層的應(yīng)用復(fù)合鍍層的運用還具有重大的經(jīng)濟意義，特別是能可靠地減少摩擦部件的磨損量，，有效的延長了零部件的使用壽命。早在 1966 年，英國公布的一份報告指出，如果能有效的提高
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG174.4

【參考文獻】

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本文編號：2528963