鍍Ni碳纖維/石墨烯增強TiC 0.7 N 0.3 復合涂層制備及力學性能研究
發(fā)布時間:2021-05-22 19:49
高耐磨性涂層在航天、電子、軍工、汽業(yè)等行業(yè)具有重要的價值?茖W技術的不斷發(fā)展對涂層的硬度、耐磨性能等力學性能的要求不斷提高。傳統(tǒng)的噴涂涂層制備技術雖然較為成熟,但很難大幅度提升材料的力學性能。因此,將性能優(yōu)異的增強材料與涂層進行復合,利用大氣等離子噴涂法制備出符合現(xiàn)代科技需求的性能優(yōu)異的耐磨TiC0.7N0.3復合涂層,是當今涂層研究領域的重點研究方向。本研究是在TiC0.7N0.3涂層中添加鍍Ni碳纖維/鍍Ni石墨烯,以改善涂層的力學性能。在酸性條件下對碳纖維/石墨烯的進行表面化學鍍Ni,旨在避免碳纖維/石墨烯在等離子噴涂過程中燒損,繼而提升碳纖維/石墨烯與鍍層的界面結合性能;同時探討穩(wěn)定劑的含量對化學鍍鍍層質量的影響機理。將化學鍍Ni碳纖維及鍍Ni石墨烯分別與經(jīng)過造粒后的TiC0.7N0.3粉末進行混合,利用等離子噴涂制備了添加碳纖維/鍍Ni碳纖維的涂層(CFT涂層)和添加石墨烯/鍍Ni石墨烯的涂層(GRT涂層)。通過掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍...
【文章來源】:哈爾濱工程大學黑龍江省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:93 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 化學鍍
1.2.1 化學鍍的基本原理
1.2.2 化學鍍的影響因素
1.2.3 化學鍍的應用領域
1.2.4 化學鍍的研究現(xiàn)狀
1.2.5 化學鍍的分類
1.3 化學鍍Ni包碳纖維/石墨烯
1.3.1 化學鍍Ni包碳纖維
1.3.2 化學鍍Ni包石墨烯
1.4 等離子噴涂
1.4.1 等離子噴涂原理
1.4.2 噴涂涂層的影響因素
1.5 等離子噴涂TiC_(0.7)N_(0.3) 復合涂層
1.5.1 國內外研究現(xiàn)狀
1.5.2 TiC_(0.7)N_(0.3) 復合涂層研究趨勢
1.6 本文主要的研究內容
第2章 試驗材料與研究方法
2.1 試驗材料及試驗設備
2.1.1 化學鍍所需材料
2.1.2 化學鍍所需試劑
2.1.3 陶瓷涂層材料
2.1.4 粘結層材料
2.1.5 基體材料
2.1.6 試驗設備
2.2 試驗方法
2.2.1 CFs表面化學鍍Ni
2.2.2 GR表面化學鍍Ni
2.2.3 粉末混合與造粒
2.2.4 復合涂層制備
2.3 形貌觀察與成分分析
2.3.1 物相分析
2.3.2 鍍液殘余NiSO_4·6H_2O濃度測定
2.3.3 顯微硬度測試
2.3.4 涂層摩擦磨損性能測試
2.3.5 涂層沖蝕性能測試
2.4 本章小結
第3章 化學鍍制備NCCFs及表征
3.1 CFs化學鍍Ni的原理
3.2 制備NCCFs的前處理及影響鍍覆的因素
3.2.1 化學鍍除油處理
3.2.2 化學鍍前粗化處理
3.2.3 化學鍍前敏化活化處理
3.2.4 鍍液成分對NCCFs鍍層的影響
3.3 穩(wěn)定劑含量對鍍層表面形貌的影響
3.3.1 穩(wěn)定劑含量為0mg/L時鍍層的表面形貌
3.3.2 穩(wěn)定劑含量為0.5mg/L時的鍍層的表面形貌及物相組成
3.3.3 穩(wěn)定劑含量為5mg/L時的鍍層的表面形貌及物相組成
3.4 鍍速隨時間的變化趨勢
3.4.1 鍍速的測試方法
3.4.2 鍍速隨時間變化
3.5 本章小結
第4章 CFs/NCCFs增強CFT涂層制備及力學性能
4.1 等離子噴涂粉末制備
4.2 CFT復合涂層的表面形貌及物相組成
4.2.1 復合涂層的表面形貌
4.2.2 涂層中NCCFs的分布形式
4.2.3 復合涂層的物相組成
4.3 CFT復合涂層的顯微硬度
4.3.1 顯微硬度測試與壓痕尺寸效應
4.3.2 復合涂層顯微硬度
4.4 CFT復合涂層的摩擦磨損性能
4.4.1 復合涂層的減磨性能
4.4.2 復合涂層的耐磨性能
4.4.3 復合涂層的磨痕形貌
4.5 CFT復合涂層沖蝕性能分析
4.5.1 復合涂層的沖蝕失重率
4.5.2 復合涂層的沖蝕形貌
4.6 本章小結
第5章 GR/NCGR增強GRT涂層的制備及力學性能
5.1 NCGR的制備及表征
5.1.1 NCGR的表面形貌
5.1.2 NCGR的物相組成
5.2 GRT復合涂層的制備及表征
5.2.1 復合涂層的顯微形貌
5.2.2 復合涂層的物相組成
5.3 GRT復合涂層顯微硬度
5.4 GRT復合涂層的摩擦磨損性能
5.4.1 復合涂層的磨損失重
5.4.2 復合涂層的摩擦系數(shù)
5.4.3 復合涂層的磨痕形貌
5.5 GRT復合涂層的沖蝕性能
5.5.1 復合涂層的沖蝕失重率
5.5.2 復合涂層的沖蝕形貌
5.6 本章小結
結論
參考文獻
攻讀學士學位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝
本文編號:3201571
【文章來源】:哈爾濱工程大學黑龍江省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:93 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 化學鍍
1.2.1 化學鍍的基本原理
1.2.2 化學鍍的影響因素
1.2.3 化學鍍的應用領域
1.2.4 化學鍍的研究現(xiàn)狀
1.2.5 化學鍍的分類
1.3 化學鍍Ni包碳纖維/石墨烯
1.3.1 化學鍍Ni包碳纖維
1.3.2 化學鍍Ni包石墨烯
1.4 等離子噴涂
1.4.1 等離子噴涂原理
1.4.2 噴涂涂層的影響因素
1.5 等離子噴涂TiC_(0.7)N_(0.3) 復合涂層
1.5.1 國內外研究現(xiàn)狀
1.5.2 TiC_(0.7)N_(0.3) 復合涂層研究趨勢
1.6 本文主要的研究內容
第2章 試驗材料與研究方法
2.1 試驗材料及試驗設備
2.1.1 化學鍍所需材料
2.1.2 化學鍍所需試劑
2.1.3 陶瓷涂層材料
2.1.4 粘結層材料
2.1.5 基體材料
2.1.6 試驗設備
2.2 試驗方法
2.2.1 CFs表面化學鍍Ni
2.2.2 GR表面化學鍍Ni
2.2.3 粉末混合與造粒
2.2.4 復合涂層制備
2.3 形貌觀察與成分分析
2.3.1 物相分析
2.3.2 鍍液殘余NiSO_4·6H_2O濃度測定
2.3.3 顯微硬度測試
2.3.4 涂層摩擦磨損性能測試
2.3.5 涂層沖蝕性能測試
2.4 本章小結
第3章 化學鍍制備NCCFs及表征
3.1 CFs化學鍍Ni的原理
3.2 制備NCCFs的前處理及影響鍍覆的因素
3.2.1 化學鍍除油處理
3.2.2 化學鍍前粗化處理
3.2.3 化學鍍前敏化活化處理
3.2.4 鍍液成分對NCCFs鍍層的影響
3.3 穩(wěn)定劑含量對鍍層表面形貌的影響
3.3.1 穩(wěn)定劑含量為0mg/L時鍍層的表面形貌
3.3.2 穩(wěn)定劑含量為0.5mg/L時的鍍層的表面形貌及物相組成
3.3.3 穩(wěn)定劑含量為5mg/L時的鍍層的表面形貌及物相組成
3.4 鍍速隨時間的變化趨勢
3.4.1 鍍速的測試方法
3.4.2 鍍速隨時間變化
3.5 本章小結
第4章 CFs/NCCFs增強CFT涂層制備及力學性能
4.1 等離子噴涂粉末制備
4.2 CFT復合涂層的表面形貌及物相組成
4.2.1 復合涂層的表面形貌
4.2.2 涂層中NCCFs的分布形式
4.2.3 復合涂層的物相組成
4.3 CFT復合涂層的顯微硬度
4.3.1 顯微硬度測試與壓痕尺寸效應
4.3.2 復合涂層顯微硬度
4.4 CFT復合涂層的摩擦磨損性能
4.4.1 復合涂層的減磨性能
4.4.2 復合涂層的耐磨性能
4.4.3 復合涂層的磨痕形貌
4.5 CFT復合涂層沖蝕性能分析
4.5.1 復合涂層的沖蝕失重率
4.5.2 復合涂層的沖蝕形貌
4.6 本章小結
第5章 GR/NCGR增強GRT涂層的制備及力學性能
5.1 NCGR的制備及表征
5.1.1 NCGR的表面形貌
5.1.2 NCGR的物相組成
5.2 GRT復合涂層的制備及表征
5.2.1 復合涂層的顯微形貌
5.2.2 復合涂層的物相組成
5.3 GRT復合涂層顯微硬度
5.4 GRT復合涂層的摩擦磨損性能
5.4.1 復合涂層的磨損失重
5.4.2 復合涂層的摩擦系數(shù)
5.4.3 復合涂層的磨痕形貌
5.5 GRT復合涂層的沖蝕性能
5.5.1 復合涂層的沖蝕失重率
5.5.2 復合涂層的沖蝕形貌
5.6 本章小結
結論
參考文獻
攻讀學士學位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝
本文編號:3201571
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