【摘要】：碳化物涂層由于其高硬度、耐磨損、抗氧化、耐高溫、耐腐蝕的特性,在材料表面涂層領(lǐng)域有廣泛的應用前景。熔鹽熱擴散法(TD)是一項材料表面涂覆碳化物涂層的重要技術(shù)。但通常熔鹽TD技術(shù)使用的熔鹽主要是硼酸鹽和氯化物鹽。硼酸鹽存在著流動性差,粘度大,殘鹽不易清洗,能制備涂層的種類有限的缺點;氯鹽腐存在著蝕性大,容易揮發(fā)等缺點,這些制約著TD技術(shù)在碳化物涂層制備領(lǐng)域中的應用。為可克服上述缺點,提高碳化物涂層的性能并擴大制備碳化物涂層的種類,本文采用高純的FLiNaK熔鹽,開展在金屬基材料表面TD法制備碳化物涂層的研究,主要研究內(nèi)容如下:研制了專用的氟化物熔鹽TD法處理設(shè)備。該設(shè)備不僅能滿足TD處理所需的高溫環(huán)境(一般處理溫度在800°C以上),而且還能控制設(shè)備中的氣氛,并滿足了材料樣品放入和取出的需要。利用FLiNaK熔鹽,用TD法成功制備出高品質(zhì)的碳化鉻涂層,并系統(tǒng)研究了基體材料、熔鹽組分、處理時間、處理溫度等因素與碳化鉻涂層形成的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn),在處理溫度一定的情況下,基體材料碳的活度越大形成的涂層越厚;熔鹽中原子態(tài)鉻的濃度越高,也越有利于碳化鉻涂層的形成;隨著處理時間的延長,樣片的增重量和厚度均在增大;發(fā)現(xiàn)球磨鑄鐵QT600-3上涂覆的碳化鉻涂層結(jié)構(gòu)依次為:M_(23)C_6,M_7C_3,M_3C和γ-Fe(M=Cr,Fe)。并獲取了球墨鑄鐵QT600-3碳化鉻涂層厚度與處理時間和溫度的關(guān)系式:(?)研究了灰鑄鐵HT250上的碳化鉻涂層的力學性能,發(fā)現(xiàn)碳化鉻涂層的硬度與基體材料相比,提高了約6倍,達到20.5GPa,涂層的耐磨性也有所提高。另外,在H13鋼上制備出碳化鋯和碳化鎢涂層。其中碳化鋯涂層為厚度約2μm的片狀棕黑色的ZrC結(jié)構(gòu);碳化鎢涂層為厚度約7μm的顆粒狀灰綠的Fe_3W_3C結(jié)構(gòu)。
【圖文】：

性能及其應用的有三種結(jié)構(gòu)：Cr23C6、Cr7C3、Cr3C2[4-6]。其部表 1.1 碳化鉻的部分物理性質(zhì)[4]Table 1.1 Partial physical properties of chromium carbide用第一性原理，選擇了合適的價電子，倒易空間的 K 點等參數(shù)，優(yōu)化了三種不同晶型碳化物的晶]。

圖 1.2 WC 六方晶胞結(jié)構(gòu)圖[34]Figure 1.2 Unit cell of hexagonal WC很高的熔點，，硬度，耐磨性，良好的導熱和導電性涂層和催化等領(lǐng)域具有廣泛的應用[35-38]。的性能及其應用有 ZrC 相，具有典型的 NaCl 型面心立方結(jié)構(gòu)。其晶和 C 原子各自都被六個鄰近的其他原子圍繞著。Z非化學計量比的化合物（化合物中的化學成分與晶體格點的比例不相符[39]），在寬的溫度范圍內(nèi)具有良好很高的熔點和硬度，同時還有良好的導熱，導電性能陶瓷復合材料，功能材料等領(lǐng)域具有廣泛的應用[42-4
【學位授予單位】：中國科學院大學(中國科學院上海應用物理研究所)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG174.4

【參考文獻】

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本文編號：2647796