本文關鍵詞：TiNi合金表面Zr、Mo合金層的制備及其性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：TiNi合金憑借良好的形狀記憶效應、超彈性、優(yōu)異的生物相容性以及優(yōu)良的抗空蝕性能,廣泛應用于航空、航天、機械、電子、化工、能源、建筑等工程、民用和醫(yī)學領域。但是其硬度低、耐磨性不足以及Ni離子的析出毒性問題,限制了其在人體環(huán)境和其他苛刻使用環(huán)境中的應用,例如空蝕。通過表面改性技術改善其表面性能是一種有效途徑。本文使用雙輝等離子表面合金化技術,在TiNi合金表面分別制備Zr合金層和Mo合金層,在前期工作的基礎上重點分析溫度對合金層形成的影響,并對Zr合金層和Mo合金層進行了表征。研究了Zr合金層和Mo合金層在干摩擦及Hank’s溶液中的摩擦磨損性能。同時研究了Zr合金層和Mo合金層在靜態(tài)下及空蝕狀態(tài)下的的耐腐蝕性能。得出如下主要結論:(1)采用雙輝等離子表面合金化技術在TiNi合金表面制備均勻、致密的Zr合金層及Mo合金層。其中制備合金層的工藝參數為:保溫溫度950°C,工作氣壓35 Pa,保溫時間2 h,壓差250 V。Zr合金層和Mo合金層均由兩層結構組成。由表及里分別為滲鍍金屬的沉積層、擴散層。Zr、Mo元素沿滲層深度方向均呈梯度降低分布。(2)Zr合金層及Mo合金層,其表面硬度較基體均顯著提高。經過劃痕法測試可知,合金層與基體之間具有良好的膜基結合力。Zr合金層和Mo合金層的生物相容性相對基體有了顯著提高。(3)干摩擦條件下和Hank’s溶液中,Mo合金化試樣、Zr合金化試樣及TiNi合金基體的磨損機制均為磨粒磨損和粘著磨損,通過對比可以發(fā)現(xiàn),基體發(fā)生了嚴重的粘著磨損,Zr合金化試樣的粘著磨損次之,Mo合金化試樣只有輕微的粘著磨損和刮傷。經過合金化以后的Zr合金化試樣和Mo合金化試樣,其表面抗粘著磨損的能力均得到有效提高。(4)對比靜態(tài)下及空蝕條件下Zr合金化試樣、Mo合金化試樣和TiNi基體的開路電位及極化曲線,可以得出Zr合金化試樣比Mo合金化試樣更能提高TiNi合金基體的靜態(tài)下和空蝕狀態(tài)下的耐蝕性能。
【關鍵詞】：Zr合金層 Mo合金層 摩擦磨損 耐蝕性 抗空蝕性能
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要3-5
• abstract5-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 鈦鎳合金概述11-16
• 1.1.1 鈦鎳合金的結構11
• 1.1.2 鈦鎳合金的性能11-13
• 1.1.3 鈦鎳合金的應用13-14
• 1.1.4 鈦鎳合金表面處理技術14-16
• 1.2 雙輝等離子表面合金化技術16-18
• 1.2.1 雙輝等離子表面合金化技術的原理16-17
• 1.2.2 雙輝等離子滲金屬技術優(yōu)點17
• 1.2.3 雙輝等離子表面合金化技術的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3 鉬及鉬涂層的應用18-19
• 1.3.1 鉬的性質18
• 1.3.2 鉬的用途18-19
• 1.4 鋯及鋯合金概述19-20
• 1.5 課題的提出及主要研究內容20-23
• 1.5.1 課題的提出20
• 1.5.2 課題主要研究內容20-23
• 第二章 實驗設備及方法23-29
• 2.1 表面合金層的制備23-24
• 2.1.1 實驗材料23
• 2.1.2 實驗設備23-24
• 2.1.3 合金層的制備24
• 2.2 合金層性能的表征24
• 2.3 合金層硬度測試24-25
• 2.4 劃痕法測膜基結合力25
• 2.5 合金層的生物相容性25-26
• 2.5.1 MTT方法25-26
• 2.5.2 MTT實驗步驟26
• 2.6 電化學實驗26-27
• 2.7 摩擦磨損實驗27-29
• 第三章 鈦鎳合金表面合金化工藝29-41
• 3.1 工藝參數的選取29
• 3.2 工藝參數優(yōu)化29-34
• 3.2.1 溫度對合金層的影響29-33
• 3.2.2 溫度對合金層相結構的影響33-34
• 3.3 合金層的顯微硬度34-36
• 3.4 合金層結合強度測試36-38
• 3.5 合金層的生物相容性測試38-40
• 3.5.1 細胞相容性評價39-40
• 3.6 小結40-41
• 第四章 摩擦學性能研究41-51
• 4.1 干摩擦條件下的摩擦學性能41-45
• 4.1.1 摩擦系數41-43
• 4.1.2 磨痕形貌43
• 4.1.3 磨損量43-45
• 4.2 在Hank’s溶液中的摩擦學性能45-49
• 4.2.1 摩擦系數45-46
• 4.2.2 磨痕形貌46-47
• 4.2.3 磨損量47-49
• 4.3 小結49-51
• 第五章 電化學性能51-59
• 5.1 靜態(tài)條件下電化學性能51-54
• 5.1.1 靜態(tài)條件下的開路電位51-52
• 5.1.2 靜態(tài)條件下的極化曲線52-53
• 5.1.3 靜態(tài)條件下的腐蝕形貌53-54
• 5.2 空蝕條件下的電化學性能54-57
• 5.2.1 空蝕條件下的開路電位54-55
• 5.2.2 空蝕條件下極化曲線55-56
• 5.2.3 空蝕條件下的腐蝕形貌56-57
• 5.3 小結57-59
• 第六章 結論59-61
• 參考文獻61-67
• 致謝67-69
• 攻讀碩士論文期間發(fā)表的學術論文69

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