鈦合金及其DLC鍍層的摩擦電化學(xué)拋光特性研究
發(fā)布時間:2020-12-18 14:22
TC4鈦合金是目前應(yīng)用最多的醫(yī)用鈦合金材料,其具有突出的特點:低密度(高強度系數(shù))、低模量、抗腐蝕和較好的生物相容性。而鈦合金由于其本身的材料學(xué)特性,硬度較低且在摩擦過程中很容易在接觸點發(fā)生黏著現(xiàn)象,摩擦學(xué)性能較差,也導(dǎo)致這種材料在進行化學(xué)機械拋光過程中容易產(chǎn)生粘附現(xiàn)象,拋光難度高,難以獲得高質(zhì)量拋光表面。針對以上問題首先對TC4鈦合金表面進行DLC鍍膜改性處理,對比研究TC4鈦合金在表面改性前后的摩擦特性、電化學(xué)腐蝕特性和拋光特性的變化情況。首先是對拋光流場進行仿真分析,采用Gambit建立二維流場模型,使用fluent軟件進行流場模擬,分析超聲空化、超聲振動頻率、超聲振動振幅和試件下方拋光液膜厚等因素對流場絕對壓強、流速和氣含率這幾個流場性能參數(shù)的影響規(guī)律。由仿真結(jié)果分析得出:空化作用主要集中在試件下表面,空化作用使得試件表面流場的絕對壓強、速度和氣含率等參數(shù)均勻分布,獲得較好的流場性能;超聲振動頻率和振幅的增大能夠使機械去除作用增強,應(yīng)根據(jù)實際拋光情況合理選擇超聲振動頻率和振幅;試件下方拋光液膜厚最好能夠大于1mm,這樣才能充分發(fā)揮超聲空化的作用,使試件表面流場性能保持一致,得到...
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:101 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
電解拋光實驗裝置
光術(shù)是一種可以獲得全局平面化表面的超精密表化學(xué)腐蝕拋光兩種工藝結(jié)合到了一起,拋光過腐蝕作用,另一方面拋光液中的磨粒對試件表械拋光的優(yōu)點結(jié)合起來,既能獲得高質(zhì)量低損去除率[9]。統(tǒng)一般由試件、拋光墊和拋光液組成,其中拋械拋光系統(tǒng)示意圖,在化學(xué)機械拋光系統(tǒng)工作,拋光過程中對試件施加一定的正壓力,使工與拋光墊之間加入拋光液,拋光液中含有粒徑粒硬度一般與被拋光工件的硬度相當(dāng),在化學(xué)件表面會與拋光液發(fā)生化學(xué)反應(yīng),工件表面工件表面的氧化膜進行機械去除,因為拋光過因此能獲得超高質(zhì)量的光滑表面[10,11]。
圖 1-3 超聲振動輔助化學(xué)機械拋光系統(tǒng)示意圖聲輔助化學(xué)機械拋光技術(shù)對銅基片進行了拋光實驗:加入超聲振動輔助之后能夠增強工件表面鈍化膜材料去除率與常規(guī)化學(xué)機械拋光相比提高了 50%-9度值也減小,拋光過程中的扭轉(zhuǎn)力矩也有所降低。人將超聲振動加入到化學(xué)機械拋光系統(tǒng)中,完成了超究超聲振動給化學(xué)機械拋光帶來的影響。對比加入糙度,發(fā)現(xiàn)加入超聲振動之后硅片表面質(zhì)量提高;拋光的模型,能夠闡明硅片速度、超聲振動頻率、數(shù)是如何影響拋光質(zhì)量和材料去除率的。inchun Lu等[19,20]在對試件進行化學(xué)機械拋光過程中的超聲振動,通過與不加入超聲振動的化學(xué)機械拋料去除率提高一倍以上,表面粗糙度、平面度也有拋光的影響情況研究,通過實驗發(fā)現(xiàn)不同方向的超聲振動對拋光效果影響很小,而豎直方向超聲振動
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Cr基過渡層對鈦合金表面類金剛石薄膜摩擦學(xué)性能的影響[J]. 王軍軍,何浩然,黃偉九,王林青,陳環(huán)谷,王汝強,王佳. 中國表面工程. 2018(03)
[2]生物醫(yī)用鈦合金材料發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J]. 任軍帥,張英明,譚江,隋永哲,王娟,張小榮. 材料導(dǎo)報. 2016(S2)
[3]類金剛石薄膜的摩擦性能及其應(yīng)用[J]. 熊禮威,彭環(huán)洋,張瑩,汪建華,崔曉慧. 表面技術(shù). 2016(01)
[4]乙炔籠網(wǎng)形空心陰極放電特性研究[J]. 吳明忠,田修波,李慕勤,任逸群,鞏春志,魏榮華. 真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報. 2015(12)
[5]籠網(wǎng)型空心陰極氬氣放電特性研究[J]. 吳明忠,田修波,李慕勤,鞏春志,魏榮華. 真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報. 2015(03)
[6]電化學(xué)拋光和陽極氧化處理后TC4鈦合金表面的生物活性[J]. 許曉靜,朱利華,盛新蘭,張體峰,劉敏,牛小丫. 機械工程材料. 2013(11)
[7]類金剛石多層膜在不同環(huán)境下的摩擦磨損行為研究[J]. 張偉,張紓,田中章浩,徐濱士. 摩擦學(xué)學(xué)報. 2006(06)
[8]真空弧源沉積類金剛石薄膜及其性能研究[J]. 冷永祥,黃楠,孫鴻,陳俊英,萬國江,王進. 功能材料. 2003(02)
[9]Ti合金化DLC膜的結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能[J]. 江曉紅,陸小華,Rogachev A.V,金元生. 無機材料學(xué)報. 2002(04)
博士論文
[1]偏壓調(diào)控籠形空心陰極放電特性及Si-DLC厚膜結(jié)構(gòu)與性能研究[D]. 吳明忠.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]超聲振動輔助磨料水射流拋光沖蝕機理和工藝技術(shù)研究[D]. 呂哲.山東大學(xué) 2015
[3]化學(xué)機械拋光試驗及其材料去除機理的研究[D]. 陳曉春.江南大學(xué) 2014
碩士論文
[1]鈦合金及鎳基合金化學(xué)機械拋光研究[D]. 史智豐.大連理工大學(xué) 2017
[2]超聲輔助電化學(xué)機械拋光仿真與實驗研究[D]. 常敬忠.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]鈦合金化學(xué)機械拋光及納米壓痕陣列表面制造研究[D]. 段能東.大連理工大學(xué) 2016
[4]含氫類金剛石膜生長及摩擦機理研究[D]. 陳羿男.清華大學(xué) 2015
[5]反應(yīng)濺射TiN梯度薄膜及其力學(xué)性能研究[D]. 杜菲菲.東北大學(xué) 2014
本文編號:2924148
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:101 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
電解拋光實驗裝置
光術(shù)是一種可以獲得全局平面化表面的超精密表化學(xué)腐蝕拋光兩種工藝結(jié)合到了一起,拋光過腐蝕作用,另一方面拋光液中的磨粒對試件表械拋光的優(yōu)點結(jié)合起來,既能獲得高質(zhì)量低損去除率[9]。統(tǒng)一般由試件、拋光墊和拋光液組成,其中拋械拋光系統(tǒng)示意圖,在化學(xué)機械拋光系統(tǒng)工作,拋光過程中對試件施加一定的正壓力,使工與拋光墊之間加入拋光液,拋光液中含有粒徑粒硬度一般與被拋光工件的硬度相當(dāng),在化學(xué)件表面會與拋光液發(fā)生化學(xué)反應(yīng),工件表面工件表面的氧化膜進行機械去除,因為拋光過因此能獲得超高質(zhì)量的光滑表面[10,11]。
圖 1-3 超聲振動輔助化學(xué)機械拋光系統(tǒng)示意圖聲輔助化學(xué)機械拋光技術(shù)對銅基片進行了拋光實驗:加入超聲振動輔助之后能夠增強工件表面鈍化膜材料去除率與常規(guī)化學(xué)機械拋光相比提高了 50%-9度值也減小,拋光過程中的扭轉(zhuǎn)力矩也有所降低。人將超聲振動加入到化學(xué)機械拋光系統(tǒng)中,完成了超究超聲振動給化學(xué)機械拋光帶來的影響。對比加入糙度,發(fā)現(xiàn)加入超聲振動之后硅片表面質(zhì)量提高;拋光的模型,能夠闡明硅片速度、超聲振動頻率、數(shù)是如何影響拋光質(zhì)量和材料去除率的。inchun Lu等[19,20]在對試件進行化學(xué)機械拋光過程中的超聲振動,通過與不加入超聲振動的化學(xué)機械拋料去除率提高一倍以上,表面粗糙度、平面度也有拋光的影響情況研究,通過實驗發(fā)現(xiàn)不同方向的超聲振動對拋光效果影響很小,而豎直方向超聲振動
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Cr基過渡層對鈦合金表面類金剛石薄膜摩擦學(xué)性能的影響[J]. 王軍軍,何浩然,黃偉九,王林青,陳環(huán)谷,王汝強,王佳. 中國表面工程. 2018(03)
[2]生物醫(yī)用鈦合金材料發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J]. 任軍帥,張英明,譚江,隋永哲,王娟,張小榮. 材料導(dǎo)報. 2016(S2)
[3]類金剛石薄膜的摩擦性能及其應(yīng)用[J]. 熊禮威,彭環(huán)洋,張瑩,汪建華,崔曉慧. 表面技術(shù). 2016(01)
[4]乙炔籠網(wǎng)形空心陰極放電特性研究[J]. 吳明忠,田修波,李慕勤,任逸群,鞏春志,魏榮華. 真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報. 2015(12)
[5]籠網(wǎng)型空心陰極氬氣放電特性研究[J]. 吳明忠,田修波,李慕勤,鞏春志,魏榮華. 真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報. 2015(03)
[6]電化學(xué)拋光和陽極氧化處理后TC4鈦合金表面的生物活性[J]. 許曉靜,朱利華,盛新蘭,張體峰,劉敏,牛小丫. 機械工程材料. 2013(11)
[7]類金剛石多層膜在不同環(huán)境下的摩擦磨損行為研究[J]. 張偉,張紓,田中章浩,徐濱士. 摩擦學(xué)學(xué)報. 2006(06)
[8]真空弧源沉積類金剛石薄膜及其性能研究[J]. 冷永祥,黃楠,孫鴻,陳俊英,萬國江,王進. 功能材料. 2003(02)
[9]Ti合金化DLC膜的結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能[J]. 江曉紅,陸小華,Rogachev A.V,金元生. 無機材料學(xué)報. 2002(04)
博士論文
[1]偏壓調(diào)控籠形空心陰極放電特性及Si-DLC厚膜結(jié)構(gòu)與性能研究[D]. 吳明忠.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]超聲振動輔助磨料水射流拋光沖蝕機理和工藝技術(shù)研究[D]. 呂哲.山東大學(xué) 2015
[3]化學(xué)機械拋光試驗及其材料去除機理的研究[D]. 陳曉春.江南大學(xué) 2014
碩士論文
[1]鈦合金及鎳基合金化學(xué)機械拋光研究[D]. 史智豐.大連理工大學(xué) 2017
[2]超聲輔助電化學(xué)機械拋光仿真與實驗研究[D]. 常敬忠.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]鈦合金化學(xué)機械拋光及納米壓痕陣列表面制造研究[D]. 段能東.大連理工大學(xué) 2016
[4]含氫類金剛石膜生長及摩擦機理研究[D]. 陳羿男.清華大學(xué) 2015
[5]反應(yīng)濺射TiN梯度薄膜及其力學(xué)性能研究[D]. 杜菲菲.東北大學(xué) 2014
本文編號:2924148
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