【摘要】：鎂合金是當前最輕的商用金屬結(jié)構(gòu)材料,其導熱性能僅次于銅和鋁,在同時要求輕量化和導熱性能的領(lǐng)域具有很好的應用前景,如大型戶外燈罩、通訊基站散熱部件等。但鎂合金耐腐蝕性能差,在工程應用中往往需要采用表面防腐涂層來保證其防腐能力,目前工程上使用最多的是有機涂層,導熱性差,不可避免地導致鎂合金構(gòu)件綜合散熱性能下降,成為鎂合金在這些領(lǐng)域推廣應用的技術(shù)瓶頸之一。針對上述問題,本文通過向有機硅樹脂涂層中填充高導熱填料,研究填料含量和種類對涂層散熱性、耐腐蝕能力及機械性能的影響,旨在為開發(fā)散熱-防腐性能兼顧的鎂合金有機涂層提供理論支撐。本研究以AZ31B鎂合金為基板材料,以水性有機硅樹脂為涂層基體材料,以納米銅粉、納米碳粉、納米碳化硅為導熱填料粒子,制備了17種不同的有機復合涂層,并對有機復合涂層的散熱性、機械性能和耐腐蝕性進行測試表征,并進行綜合技術(shù)性能評估。主要研究結(jié)果如下:①當填料較少時并不能提高有機硅樹脂涂層的散熱性,只有超過一定含量才有明顯的效果,對于同一種填料,隨著其含量的增加,涂層散熱效果越來越好,但是涂層散熱性與填料含量并沒有表現(xiàn)出線性關(guān)系。當填料含量相同時,納米銅粉對有機硅樹脂涂層散熱性的影響最為明顯,其效果優(yōu)于納米碳粉和納米碳化硅。當填料粒子含量相同時,混雜填料對有機硅樹脂涂層散熱性的影響優(yōu)于單一填料。②填料能夠提高有機硅樹脂涂層的硬度和耐沖擊性,隨著填料含量增加有機硅樹脂涂層硬度越來越高,但是涂層的耐沖擊性隨填料粒子含量先上升后下降,填料含量相同時,添加銅粉的有機硅樹脂涂層的硬度最高,耐沖擊性最好,添加碳化硅的有機硅樹脂涂層的硬度最低,耐沖擊性最差。對于附著力,填料種類和含量對有機硅樹脂涂層幾乎沒有明顯的影響,即填料并沒有惡化涂層的附著力③納米碳化硅和納米碳粉提高了有機硅樹脂涂層的耐腐蝕性,納米銅粉降低了有機硅樹脂涂層的耐腐蝕性。此外,可以發(fā)現(xiàn)當添加同種導熱填料粒子時,有機復合涂層的耐鹽霧腐蝕性隨著填料含量的增加而降低。當進行30小時鹽霧腐蝕時,涂層表面腐蝕都很嚴重,其中添加納米碳粉和碳化硅的有機復合涂層表面的鼓泡現(xiàn)象都很嚴重,腐蝕面積很大,添加納米銅粉粒子的有機復合涂層表面生產(chǎn)很厚一層疏松的腐蝕物,其腐蝕程度最嚴重。④對于同一種填料,當填料粒子含量0-60份時,涂層的綜合技術(shù)性能越來越好。當填料含量相同時,納米銅粉對有機硅樹脂涂層綜合技術(shù)性能的提升最為明顯,其效果優(yōu)于納米碳粉和納米碳化硅。當填料粒子含量相同時,添加三種混雜的有機復合涂層綜合技術(shù)性能最好。
[Abstract]:Magnesium alloy is the lightest commercial metal structure material at present, and its thermal conductivity is second only to copper and aluminum. Magnesium alloy has a good application prospect in the field of both lightweight and thermal conductivity, such as large outdoor lampshade, communication base station heat dissipation parts and so on. However, the corrosion resistance of magnesium alloy is poor, so it is necessary to use surface anticorrosive coating to ensure its anticorrosion ability in engineering application. At present, organic coating is the most used in engineering, and its thermal conductivity is poor. It inevitably leads to the deterioration of the comprehensive heat dissipation of magnesium alloy components and becomes one of the technical bottlenecks in the popularization and application of magnesium alloys in these fields. In order to solve the above problems, the effect of filler content and type on the heat dissipation, corrosion resistance and mechanical properties of the coating was studied by filling the coating with high thermal conductivity. The purpose of this paper is to provide theoretical support for the development of organic coatings of magnesium alloys with heat dissipation and anticorrosive properties. In this paper, 17 kinds of organic composite coatings were prepared by using AZ31B magnesium alloy as substrate material, waterborne silicone resin as coating material, nano-copper powder and nano-silicon carbide as thermal conductive filler particles. The heat dissipation, mechanical properties and corrosion resistance of the organic composite coatings were tested and characterized, and the comprehensive technical properties were evaluated. The main results are as follows: 1 when the filler is less, the heat dissipation of the organic silicone resin coating can not be improved, only when the content of the coating exceeds a certain content has obvious effect. For the same kind of filler, with the increase of its content, the heat dissipation effect of the coating becomes better and better. However, there is no linear relationship between coating heat dissipation and filler content. When the filler content is the same, the effect of nano-copper powder on the heat dissipation of organic silicone resin coating is the most obvious, and the effect is better than that of nano-carbon powder and nano-silicon carbide. When the content of filler particles is the same, the influence of hybrid filler on heat dissipation of organic silicone resin coating is better than that of single filler. 2 packing can improve the hardness and impact resistance of organic silicone resin coating. With the increase of filler content, the hardness of organic silicone resin coating is higher and higher, but the impact resistance of the coating increases first and then decreases with the content of filler particles. When the filler content is the same, the hardness of organic silicone resin coating added with copper powder is the highest. The impact resistance is the best and the hardness is the lowest and the impact resistance is the worst. For adhesion, the type and content of fillers had little effect on the coating of silicone resin, that is, the adhesion of the coating was not aggravated by the filler. 3 nanometer silicon carbide and nano carbon powder improved the corrosion resistance of the coating. Nano copper powder reduces the corrosion resistance of silicone coating. In addition, it can be found that the corrosion resistance of organic composite coatings decreases with the increase of filler content when the same thermal conductive filler particles are added. After 30 hours of salt spray corrosion, the corrosion on the coating surface is very serious, and the blistering phenomenon on the surface of organic composite coating with nano-carbon powder and silicon carbide is very serious, and the corrosion area is very large. The surface of organic composite coating with nano-copper powder particles produces a thick layer of loose corrosion, and its corrosion degree is the most serious. 4 for the same filler, when the filler particle content is 0-60 phr, the comprehensive technical properties of the coating become better and better. When the filler content is the same, the comprehensive technical properties of organic silicone resin coating are improved most obviously by nano-copper powder, and the effect is better than that of nano-carbon powder and nano-silicon carbide. When the content of filler particles is the same, adding three kinds of hybrid organic composite coatings has the best comprehensive technical properties.
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4

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本文編號：2397273