TC4鈦合金表面原位生長(zhǎng)MoS 2 /TiO 2 微弧氧化膜層制備工藝研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-29 11:20
鈦合金作為一種新型輕合金結(jié)構(gòu)材料擁有卓越的綜合性能。它的低密度、輕重量、高斷裂韌性、高耐熱性和高強(qiáng)度比使其在很多領(lǐng)域(生物醫(yī)學(xué),航空等)都有重要應(yīng)用。但鈦合金的表面粘性大,與其他金屬一起使用時(shí),會(huì)在接觸面發(fā)生黏著而產(chǎn)生磨損,甚至造成腐蝕;且鈦合金表面硬度不高,在摩擦?xí)r,會(huì)產(chǎn)生較大的磨損。故為了使鈦合金應(yīng)用得到進(jìn)一步的發(fā)展且提高其使用安全性,對(duì)其進(jìn)行表面處理是必要的。釆用微弧氧化技術(shù)在鈦合金表面可生成高硬度的氧化物陶瓷膜層,從而極大地改善了鈦合金的摩擦學(xué)性能。但是該膜層摩擦系數(shù)過(guò)高,損耗嚴(yán)重。本文以TC4鈦合金為研究對(duì)象,采用微弧氧化技術(shù)在鈦合金表面制備MoS2/TiO2復(fù)合膜層。研究電解液添加劑對(duì)MoS2原位合成形態(tài),膜層結(jié)構(gòu)和磨損性能的影響。使用優(yōu)化出的電參數(shù)和電解液配方,在微弧氧化過(guò)程中從溶液中合成MoS2并制備出含有MoS2的陶瓷層,對(duì)陶瓷層的顯微硬度、成分組成、相組成、表面形貌、表面粗糙度以及摩擦磨損性能進(jìn)行了測(cè)試分析,研究了不同復(fù)合膜結(jié)構(gòu)的形成過(guò)程及其對(duì)磨損性能的影響...
【文章來(lái)源】:長(zhǎng)安大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
微弧氧化作用原理圖
基礎(chǔ)有待進(jìn)一步完善,具體表現(xiàn)在:無(wú)法在等離子體反應(yīng)過(guò)程中提供可以解釋其過(guò)程的物理模型,還沒(méi)有任何一個(gè)動(dòng)力學(xué)理論可以完美解釋該過(guò)程,因?yàn)檎麄(gè)過(guò)程包括電子遷移,陰陽(yáng)離子在液相傳質(zhì),固相傳質(zhì)等,這使得構(gòu)建模型的難度倍增[39]。極大的耗能也是將微弧氧化技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際工程中時(shí)要面臨的問(wèn)題,這是因?yàn)槲⒒⊙趸^(guò)程中,電源所產(chǎn)生的能量會(huì)因?yàn)橄脑陔娊庖褐卸斐衫速M(fèi),同時(shí)維持電源的工作模式需要較大的能源支持。電解液的穩(wěn)定性也是微弧氧化工業(yè)應(yīng)用的難題,存放電解液時(shí),長(zhǎng)時(shí)間的保存會(huì)使得其發(fā)生緩慢的聚合反應(yīng)或者是水解反應(yīng),長(zhǎng)此以往,溶液中的電解質(zhì)或會(huì)發(fā)生變化,嚴(yán)重時(shí)必須要重新配置溶液,造成資源浪費(fèi)[40]。另外,工件的純度也會(huì)大大影響微弧氧化結(jié)果。如果加工后的工件中雜質(zhì)較多,則產(chǎn)生的膜層會(huì)在雜質(zhì)作用下局部疏松,導(dǎo)致膜層致密性差,與基體的粘附力差,影響膜層膜的均勻性,大大降低了薄膜的耐磨性和耐腐蝕性。如果工件過(guò)大,形狀復(fù)雜,會(huì)導(dǎo)致膜層生長(zhǎng)不均勻,給精密儀器的裝配帶來(lái)一定的困難。從圖 1.2 可以看出,微弧氧化膜表面存在許多缺陷,這是微弧氧化的缺點(diǎn)之一[41]。
圖 1.3 硫化鉬的結(jié)構(gòu)示意圖[63]Figure 1.3 Structural schematic diagram of molybdenum sulfide[內(nèi)研究目的及意義金具有密度低同時(shí)重量輕、斷裂韌性高、耐熱性強(qiáng)和強(qiáng)應(yīng)用于生物醫(yī)用、航空航天等領(lǐng)域。但鈦合金材料表面具時(shí)易發(fā)生黏著磨損,磨損量較大,對(duì)其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用弧氧化,能夠顯著降低其摩擦系數(shù),提高耐磨性。(MAO)是一種通過(guò)外加超過(guò)臨界值的高壓電,使得金屬表花放電從而形成陶瓷膜層的一種技術(shù),他目前是金屬表面弧氧化膜致密性好,孔隙率低,膜層均勻,耐腐性強(qiáng),硬該工藝對(duì)生產(chǎn)加工的技術(shù)要求低,選用的電解液環(huán)保,且無(wú)特殊要求。一般認(rèn)為,微弧氧化膜主要由致密層和疏松
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鋁合金陽(yáng)極氧化工藝最新研究進(jìn)展[J]. 李志宏,苗景國(guó),沈鈺,丁建生,王新穎,張玉波. 輕合金加工技術(shù). 2015(10)
[2]鋁合金微弧氧化陶瓷涂層研究進(jìn)展[J]. 慕偉意,李爭(zhēng)顯,杜繼紅,李少龍. 表面技術(shù). 2013(04)
[3]2011年鋁市場(chǎng)回顧及2012年展望[J]. 孔明. 有色金屬工程. 2012(01)
[4]己二酸對(duì)鋁合金硫酸陽(yáng)極氧化疲勞性能的影響[J]. 于美,陳高紅,劉建華,李松梅,李英東,劉洲. 金屬熱處理. 2011(06)
[5]不同厚度鋁合金微弧氧化陶瓷層摩擦學(xué)性能研究[J]. 孫志華,劉明,國(guó)大鵬,郭孟秋,陸峰,陶春虎. 材料工程. 2010(11)
[6]鋁合金表面處理技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 于瑞海,鐘思. 經(jīng)營(yíng)管理者. 2010(18)
[7]鋁及鋁合金表面處理研究進(jìn)展[J]. 張高會(huì),黃國(guó)青,徐鵬,于明洲. 中國(guó)計(jì)量學(xué)院學(xué)報(bào). 2010(02)
[8]微弧氧化處理LD10鋁合金的疲勞特性[J]. 梁戈,張亞娟,林敏. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2010(02)
[9]LY12鋁合金微弧氧化涂層組織結(jié)構(gòu)對(duì)基體疲勞性能的影響[J]. 文磊,王亞明,周玉,王長(zhǎng)利,郭立新,歐陽(yáng)家虎. 稀有金屬材料與工程. 2009(S2)
[10]稀土轉(zhuǎn)化膜在金屬材料表面改性中的研究進(jìn)展[J]. 章江洪,張英杰,閆宇星. 稀土. 2009(05)
博士論文
[1]Ti6Al4V合金微弧氧化涂層的形成機(jī)制與摩擦學(xué)行為[D]. 王亞明.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006
本文編號(hào):3464559
【文章來(lái)源】:長(zhǎng)安大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
微弧氧化作用原理圖
基礎(chǔ)有待進(jìn)一步完善,具體表現(xiàn)在:無(wú)法在等離子體反應(yīng)過(guò)程中提供可以解釋其過(guò)程的物理模型,還沒(méi)有任何一個(gè)動(dòng)力學(xué)理論可以完美解釋該過(guò)程,因?yàn)檎麄(gè)過(guò)程包括電子遷移,陰陽(yáng)離子在液相傳質(zhì),固相傳質(zhì)等,這使得構(gòu)建模型的難度倍增[39]。極大的耗能也是將微弧氧化技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際工程中時(shí)要面臨的問(wèn)題,這是因?yàn)槲⒒⊙趸^(guò)程中,電源所產(chǎn)生的能量會(huì)因?yàn)橄脑陔娊庖褐卸斐衫速M(fèi),同時(shí)維持電源的工作模式需要較大的能源支持。電解液的穩(wěn)定性也是微弧氧化工業(yè)應(yīng)用的難題,存放電解液時(shí),長(zhǎng)時(shí)間的保存會(huì)使得其發(fā)生緩慢的聚合反應(yīng)或者是水解反應(yīng),長(zhǎng)此以往,溶液中的電解質(zhì)或會(huì)發(fā)生變化,嚴(yán)重時(shí)必須要重新配置溶液,造成資源浪費(fèi)[40]。另外,工件的純度也會(huì)大大影響微弧氧化結(jié)果。如果加工后的工件中雜質(zhì)較多,則產(chǎn)生的膜層會(huì)在雜質(zhì)作用下局部疏松,導(dǎo)致膜層致密性差,與基體的粘附力差,影響膜層膜的均勻性,大大降低了薄膜的耐磨性和耐腐蝕性。如果工件過(guò)大,形狀復(fù)雜,會(huì)導(dǎo)致膜層生長(zhǎng)不均勻,給精密儀器的裝配帶來(lái)一定的困難。從圖 1.2 可以看出,微弧氧化膜表面存在許多缺陷,這是微弧氧化的缺點(diǎn)之一[41]。
圖 1.3 硫化鉬的結(jié)構(gòu)示意圖[63]Figure 1.3 Structural schematic diagram of molybdenum sulfide[內(nèi)研究目的及意義金具有密度低同時(shí)重量輕、斷裂韌性高、耐熱性強(qiáng)和強(qiáng)應(yīng)用于生物醫(yī)用、航空航天等領(lǐng)域。但鈦合金材料表面具時(shí)易發(fā)生黏著磨損,磨損量較大,對(duì)其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用弧氧化,能夠顯著降低其摩擦系數(shù),提高耐磨性。(MAO)是一種通過(guò)外加超過(guò)臨界值的高壓電,使得金屬表花放電從而形成陶瓷膜層的一種技術(shù),他目前是金屬表面弧氧化膜致密性好,孔隙率低,膜層均勻,耐腐性強(qiáng),硬該工藝對(duì)生產(chǎn)加工的技術(shù)要求低,選用的電解液環(huán)保,且無(wú)特殊要求。一般認(rèn)為,微弧氧化膜主要由致密層和疏松
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鋁合金陽(yáng)極氧化工藝最新研究進(jìn)展[J]. 李志宏,苗景國(guó),沈鈺,丁建生,王新穎,張玉波. 輕合金加工技術(shù). 2015(10)
[2]鋁合金微弧氧化陶瓷涂層研究進(jìn)展[J]. 慕偉意,李爭(zhēng)顯,杜繼紅,李少龍. 表面技術(shù). 2013(04)
[3]2011年鋁市場(chǎng)回顧及2012年展望[J]. 孔明. 有色金屬工程. 2012(01)
[4]己二酸對(duì)鋁合金硫酸陽(yáng)極氧化疲勞性能的影響[J]. 于美,陳高紅,劉建華,李松梅,李英東,劉洲. 金屬熱處理. 2011(06)
[5]不同厚度鋁合金微弧氧化陶瓷層摩擦學(xué)性能研究[J]. 孫志華,劉明,國(guó)大鵬,郭孟秋,陸峰,陶春虎. 材料工程. 2010(11)
[6]鋁合金表面處理技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 于瑞海,鐘思. 經(jīng)營(yíng)管理者. 2010(18)
[7]鋁及鋁合金表面處理研究進(jìn)展[J]. 張高會(huì),黃國(guó)青,徐鵬,于明洲. 中國(guó)計(jì)量學(xué)院學(xué)報(bào). 2010(02)
[8]微弧氧化處理LD10鋁合金的疲勞特性[J]. 梁戈,張亞娟,林敏. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2010(02)
[9]LY12鋁合金微弧氧化涂層組織結(jié)構(gòu)對(duì)基體疲勞性能的影響[J]. 文磊,王亞明,周玉,王長(zhǎng)利,郭立新,歐陽(yáng)家虎. 稀有金屬材料與工程. 2009(S2)
[10]稀土轉(zhuǎn)化膜在金屬材料表面改性中的研究進(jìn)展[J]. 章江洪,張英杰,閆宇星. 稀土. 2009(05)
博士論文
[1]Ti6Al4V合金微弧氧化涂層的形成機(jī)制與摩擦學(xué)行為[D]. 王亞明.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006
本文編號(hào):3464559
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