發(fā)布時間：2021-03-21 16:50

　　由于具有良好的耐腐蝕、耐磨損及抗高溫氧化等性能,復合電沉積技術制備的三元鎳基復合沉積層被廣泛探索與研究。三元鎳基復合沉積層的組織結構對其性能表現(xiàn)有決定性的影響。因此,研究三元鎳基復合沉積層組織結構的變化規(guī)律及其對性能的影響具有重要的科研意義。本文利用復合電沉積技術,把微米Al/Ti顆粒共沉積到鎳沉積層中,制備了Ni—xAl—yTi三元復合沉積層,研究了電沉積參數(shù)、Al/Ti混合顆粒濃度及Al/Ti顆粒比例對三元復合沉積層組織結構、內應力及性能表現(xiàn)的影響。利用X射線衍射（XRD）分析技術,對Ni—x Al—yTi復合沉積層的組織結構與內應力的形成機制與變化機制進行了研究。利用Rietveld全譜擬合分析方法,研究了電沉積工藝對Ni—x Al—yTi復合沉積層晶粒大小與織構的影響。運用透射電子顯微鏡（TEM）與XRD實測極圖驗證了Rietveld全譜擬合方法的準確性。隨著電流密度的降低、Al/Ti混合顆粒濃度的升高及Al/Ti顆粒比例的降低,Ni—xAl—yTi復合沉積層的晶粒尺寸減小,[200]絲織構逐漸消失。Al/Ti顆粒的加入對Ni—xAl—yTi復合沉積層組織結構的演變起到了決定性... 

【文章來源】：上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：140 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

瓦特溶液pH及電流密度對鎳沉積層絲織構的影響

11層外層體積收縮程度變大，從而導致金屬沉積層較強的正應力。圖1-2 晶體聚集理論示意圖Fig. 1-2 Principle of crystallite aggregation theory（4）氫理論在Watts溶液中電沉積制備鎳沉積層時，陰極處會有H與H2的產生。這些H與H2可以擴散至鎳沉積層之中引起晶格膨脹，從而使得鎳沉積層中產生負應力。氫理論認為，沉積層中的氫可以與金屬反應形成氫化物。如果某處的氫化物發(fā)生分解，就會使氫脫離，造成該分解處的體積縮小，而其它部位的含氫量被增加產生體積膨脹，從而引起沉積層氫化物分解處的正應力[99]。Gul等[34]研究了Ni—Al2O3復合沉積層的內應力狀況。研究發(fā)現(xiàn)，增加溶液中有機表面活性劑可以減小Al2O3顆粒與鎳基晶粒間的相互作用，從而降低復合沉積層的內應力。另外，有機表面活性劑可以促進C元素在鎳基晶粒內的吸附

上海交通大學博士學位論文 第一章 緒論12圖1-3 鎳沉積層厚度對高電流密度(a)[102]及低電流密度(b)[103]下沉積層內應力的影響Fig. 1-3 Influences of thickness on stress of Ni coatings electrodeposited at high (a)[102]and low (b)[103]current density電沉積條件對鎳基復合沉積層內應力的影響，根本上是沉積條件決定組織結構，組織結構決定內應力的結果。Erler等[104]制備了納米Al2O3及納米TiO2顆粒強化的鎳基復合沉積層，并研究了其內應力的分布狀況。研究發(fā)現(xiàn)，電流密度對純鎳沉積層的內應力大小有明顯影響。少量Al2O3顆粒的添加沒有引起內應力的強烈變化，而更多Al2O3顆粒的添加引起了Ni—Al2O3復合沉積層內應力的減小。然而，少量的TiO2顆粒的添加卻可以大幅度降低Ni—TiO2復合沉積層的內應力。其認為這主要是由于兩種顆粒對鎳沉積層的結晶機制與織構產生影響造成的。Hoffman等[105]提出了晶粒團聚思想，認為晶粒在生長過程中，通過粗化的方式來降低晶粒表面自由能。但在晶粒生長過程中，由于基體的限制，導致沉積層產生正應力，且沉積層內應力隨著晶粒尺寸減小而增大。織構對沉積層內應力也有一定的影響。鎳(111)晶面高的楊氏模量及大的應變能，都將導致(111)織構的沉積層內應力大于(200)織構的沉積層[106, 107]。相比純金屬沉積層

【參考文獻】：
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博士論文
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本文編號：3093214