TC4鈦合金表面等離子Mo-Ir、Ni-Ir復(fù)合滲鍍層制備及性能研究
發(fā)布時間:2021-11-05 23:49
隨我國綜合國力的提升和對太空未知領(lǐng)域的不斷探索,航空航天領(lǐng)域?qū)教炱鞯囊笤絹碓礁?也對航天器的制造材料提出了更高的性能要求。從20世紀(jì)50年代開始,鈦合金因其獨特的優(yōu)點,例如化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、比強度高等,成為航空結(jié)構(gòu)材料的研究和應(yīng)用熱點。航空器工作環(huán)境的復(fù)雜性對航空材料提出極高的要求,而鈦合金較差的抗高溫氧化性能制約了其在航空航天領(lǐng)域的發(fā)展。在500℃以上的工作環(huán)境,鈦合金易因其表面的氧化膜破損而導(dǎo)致材料的氧化失穩(wěn),造成鈦合金結(jié)構(gòu)件的部分或整體破壞,對航天器的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成重大威脅。航空航天事業(yè)的不斷發(fā)展和對太空的不斷探索推動了對高溫鈦合金的研究。在現(xiàn)有的鈦合金中摻入能夠提高其高溫抗氧化性的合金元素或重新設(shè)計高溫抗氧化鈦合金是解決鈦合金在高溫下氧化失穩(wěn)的根本解決辦法。但其高昂的研究成本,較長的研究周期、合金力學(xué)性能的不確定性等缺點十分明顯。與之相比,表面處理工藝因其工藝可控、成本較低、選擇方法多樣等優(yōu)點脫穎而出,成為改善鈦合金高溫性能的研究熱點。雙層輝光離子滲金屬技術(shù)具有滲速快、合金層結(jié)合良好、環(huán)境友好等優(yōu)點,為鈦合金表面高溫抗氧化合金層的制備提供了一種可選方法。本文利用雙輝離子滲金屬技...
【文章來源】:太原理工大學(xué)山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 綜述
1.1 表面工程概述
1.1.1 表面工程分類
1.1.2 表面工程的作用
1.1.3 表面工程的主要任務(wù)和發(fā)展趨勢
1.2 銥元素及其合金涂層
1.2.1 銥元素簡介
1.2.2 銥合金涂層的應(yīng)用
1.2.3 銥合金涂層的制備方法
1.3 鈦的高溫氧化行為
1.3.1 鈦及鈦合金簡介
1.3.2 鈦的高溫氧化行為
1.4 雙層輝光離子表面合金化技術(shù)
1.4.1 雙層輝光離子滲金屬原理
1.4.2 影響雙層輝光離子滲金屬的工藝參數(shù)
1.4.3 雙層輝光離子滲金屬特點
1.5 課題的提出
1.5.1 銥元素的等離子表面合金化研究
1.5.2 研究的主要內(nèi)容
第二章 TC4表面等離子復(fù)合銥合金層的制備
2.1 實驗材料及設(shè)備
2.1.1 實驗材料
2.1.2 實驗設(shè)備
2.2 等離子體合金化過程
2.3 TC4表面雙輝離子復(fù)合Ir涂層制備工藝選擇
第三章 復(fù)合Ir合金層的表征
3.1 Mo-Ir合金層的表征
3.1.1 表面形貌及成分
3.1.2 截面形貌及成分
3.1.3 合金層相組成
3.2 Ni-Ir合金層的表征
3.2.1 合金層的表面形貌
3.2.2 截面形貌及成分
3.2.3 合金層相組成
3.3 小結(jié)
第四章 合金層的力學(xué)性能檢測
4.1 合金層的顯微硬度
4.2 合金層的納米壓入表征
4.2.1 納米壓入表征技術(shù)
4.2.2 表面合金層的納米壓入表征
4.3 小結(jié)
第五章 合金層的高溫氧化行為
5.1 金屬的氧化行為
5.2 實驗儀器及方案
5.2.1 基礎(chǔ)試樣的制備及處理
5.2.2 高溫氧化實驗儀器及過程
5.3 合金層的恒溫氧化行為研究
5.3.1 Mo-Ir合金層的恒溫氧化行為
5.3.2 Ni-Ir合金層的恒溫氧化行為
5.4 氧化后表面形貌
5.5 本章小結(jié)
第六章 合金層的抗腐蝕性能
6.1 TC4-Mo-Ir試樣的電化學(xué)性能
6.2 TC4-Ni-Ir試樣的電化學(xué)性能
6.3 小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
7.1 結(jié)論
7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]新型醫(yī)用鈦合金材料的研究進(jìn)展[J]. 于杰,朱明康,聞明,張俊敏. 昆明理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(03)
[2]航天裝備材料表面處理工藝技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展方向[J]. 司力瓊,徐曉東. 現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化. 2017(09)
[3]鈦及鈦合金材料的應(yīng)用分析[J]. 費有靜. 新材料產(chǎn)業(yè). 2017(03)
[4]鈦及鈦合金在船舶中的應(yīng)用[J]. 夏申琳,王剛,楊曉,李雪峰,王明建. 金屬加工(冷加工). 2016(19)
[5]高溫鈦合金的現(xiàn)狀與前景[J]. 王清江,劉建榮,楊銳. 航空材料學(xué)報. 2014(04)
[6][例33]三元犧牲陽極鍍層在油田管道防腐中的應(yīng)用[J]. 張江江,劉冀寧. 中國表面工程. 2014(01)
[7]碳鋼在自然海水和滅菌海水中的腐蝕行為分析[J]. 劉世念,蘇偉,魏增福,楊海洋,黃桂橋,張波. 裝備環(huán)境工程. 2013(04)
[8]表面工程的發(fā)展及思考[J]. 涂銘旌,歐忠文. 中國表面工程. 2012(05)
[9]高品質(zhì)金剛石膜微波等離子體CVD技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 唐偉忠,于盛旺,范朋偉,李義鋒,蘇靜杰,劉艷青. 中國材料進(jìn)展. 2012(08)
[10]鈦合金高溫抗氧化涂層的研究進(jìn)展[J]. 李威,肖來榮,溫燕寧,胡加瑞,蔡圳陽,殷傲宇. 材料導(dǎo)報. 2011(01)
博士論文
[1]氫、氮化和熱氧化對鈦合金性能影響的研究[D]. 張云琨.中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機械與物理研究所) 2005
碩士論文
[1]TLM鈦合金表面等離子Mo合金層的制備及其摩擦磨損性能研究[D]. 郭莉莉.太原理工大學(xué) 2016
[2]鈦合金抗高溫氧化涂層的制備及性能研究[D]. 楊文瀑.廣東工業(yè)大學(xué) 2016
[3]雙輝制備Fe-Al-Nb合金涂層及其高溫氧化性能研究[D]. 楊紅勤.南京航空航天大學(xué) 2015
[4]碳/碳復(fù)合材料SiC/C-AlPO4-MoSi2復(fù)合抗氧化涂層的制備與性能研究[D]. 郝巍.陜西科技大學(xué) 2014
本文編號:3478744
【文章來源】:太原理工大學(xué)山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 綜述
1.1 表面工程概述
1.1.1 表面工程分類
1.1.2 表面工程的作用
1.1.3 表面工程的主要任務(wù)和發(fā)展趨勢
1.2 銥元素及其合金涂層
1.2.1 銥元素簡介
1.2.2 銥合金涂層的應(yīng)用
1.2.3 銥合金涂層的制備方法
1.3 鈦的高溫氧化行為
1.3.1 鈦及鈦合金簡介
1.3.2 鈦的高溫氧化行為
1.4 雙層輝光離子表面合金化技術(shù)
1.4.1 雙層輝光離子滲金屬原理
1.4.2 影響雙層輝光離子滲金屬的工藝參數(shù)
1.4.3 雙層輝光離子滲金屬特點
1.5 課題的提出
1.5.1 銥元素的等離子表面合金化研究
1.5.2 研究的主要內(nèi)容
第二章 TC4表面等離子復(fù)合銥合金層的制備
2.1 實驗材料及設(shè)備
2.1.1 實驗材料
2.1.2 實驗設(shè)備
2.2 等離子體合金化過程
2.3 TC4表面雙輝離子復(fù)合Ir涂層制備工藝選擇
第三章 復(fù)合Ir合金層的表征
3.1 Mo-Ir合金層的表征
3.1.1 表面形貌及成分
3.1.2 截面形貌及成分
3.1.3 合金層相組成
3.2 Ni-Ir合金層的表征
3.2.1 合金層的表面形貌
3.2.2 截面形貌及成分
3.2.3 合金層相組成
3.3 小結(jié)
第四章 合金層的力學(xué)性能檢測
4.1 合金層的顯微硬度
4.2 合金層的納米壓入表征
4.2.1 納米壓入表征技術(shù)
4.2.2 表面合金層的納米壓入表征
4.3 小結(jié)
第五章 合金層的高溫氧化行為
5.1 金屬的氧化行為
5.2 實驗儀器及方案
5.2.1 基礎(chǔ)試樣的制備及處理
5.2.2 高溫氧化實驗儀器及過程
5.3 合金層的恒溫氧化行為研究
5.3.1 Mo-Ir合金層的恒溫氧化行為
5.3.2 Ni-Ir合金層的恒溫氧化行為
5.4 氧化后表面形貌
5.5 本章小結(jié)
第六章 合金層的抗腐蝕性能
6.1 TC4-Mo-Ir試樣的電化學(xué)性能
6.2 TC4-Ni-Ir試樣的電化學(xué)性能
6.3 小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
7.1 結(jié)論
7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]新型醫(yī)用鈦合金材料的研究進(jìn)展[J]. 于杰,朱明康,聞明,張俊敏. 昆明理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(03)
[2]航天裝備材料表面處理工藝技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展方向[J]. 司力瓊,徐曉東. 現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化. 2017(09)
[3]鈦及鈦合金材料的應(yīng)用分析[J]. 費有靜. 新材料產(chǎn)業(yè). 2017(03)
[4]鈦及鈦合金在船舶中的應(yīng)用[J]. 夏申琳,王剛,楊曉,李雪峰,王明建. 金屬加工(冷加工). 2016(19)
[5]高溫鈦合金的現(xiàn)狀與前景[J]. 王清江,劉建榮,楊銳. 航空材料學(xué)報. 2014(04)
[6][例33]三元犧牲陽極鍍層在油田管道防腐中的應(yīng)用[J]. 張江江,劉冀寧. 中國表面工程. 2014(01)
[7]碳鋼在自然海水和滅菌海水中的腐蝕行為分析[J]. 劉世念,蘇偉,魏增福,楊海洋,黃桂橋,張波. 裝備環(huán)境工程. 2013(04)
[8]表面工程的發(fā)展及思考[J]. 涂銘旌,歐忠文. 中國表面工程. 2012(05)
[9]高品質(zhì)金剛石膜微波等離子體CVD技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 唐偉忠,于盛旺,范朋偉,李義鋒,蘇靜杰,劉艷青. 中國材料進(jìn)展. 2012(08)
[10]鈦合金高溫抗氧化涂層的研究進(jìn)展[J]. 李威,肖來榮,溫燕寧,胡加瑞,蔡圳陽,殷傲宇. 材料導(dǎo)報. 2011(01)
博士論文
[1]氫、氮化和熱氧化對鈦合金性能影響的研究[D]. 張云琨.中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機械與物理研究所) 2005
碩士論文
[1]TLM鈦合金表面等離子Mo合金層的制備及其摩擦磨損性能研究[D]. 郭莉莉.太原理工大學(xué) 2016
[2]鈦合金抗高溫氧化涂層的制備及性能研究[D]. 楊文瀑.廣東工業(yè)大學(xué) 2016
[3]雙輝制備Fe-Al-Nb合金涂層及其高溫氧化性能研究[D]. 楊紅勤.南京航空航天大學(xué) 2015
[4]碳/碳復(fù)合材料SiC/C-AlPO4-MoSi2復(fù)合抗氧化涂層的制備與性能研究[D]. 郝巍.陜西科技大學(xué) 2014
本文編號:3478744
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