鈦及鈦合金因其密度小、比強(qiáng)度高、良好的熱穩(wěn)定性及生物相容性等性能作為功能和結(jié)構(gòu)材料被普遍的應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。但是,由于鈦合金導(dǎo)熱率低、耐磨性差、表面易粘結(jié)等缺陷,限制了鈦及鈦合金的應(yīng)用,特別是在石油化工管道運(yùn)輸中。目前,油管接箍TC4鈦合金的螺紋表面常采用Cu/Ni鍍層來改善其耐磨和抗粘扣性能。對于Cu/Ni/Ti結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱擴(kuò)散處理,利用原子擴(kuò)散行為使Cu/Ni鍍層與TC4基體界面產(chǎn)生冶金結(jié)合,從而改善鍍層內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生并提高鍍層與基體之間的結(jié)合力。本文主要研究Cu/Ni/Ti結(jié)構(gòu)在熱擴(kuò)散過程中不同溫度和保溫時(shí)間對Cu/Ni和Ni/Ti界面的原子擴(kuò)散行為及其對界面顯微硬度和表面耐蝕性的影響。采用X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡及能譜分析儀等方法,基于菲克定律和Arrhenius方程建立了界面擴(kuò)散模型,研究了熱擴(kuò)散過程不同溫度和保溫時(shí)間下Cu/Ni/Ti結(jié)構(gòu)中的Cu/Ni和Ni/Ti界面的元素?cái)U(kuò)散行為,并計(jì)算了Cu/Ni和Ni/Ti界面的擴(kuò)散系數(shù)和擴(kuò)散激活能。此外,采用顯微硬度儀和電化學(xué)工作站分別研究了Cu、Ni、Ti元素的擴(kuò)散行為及對試樣界面顯微硬度和表面耐蝕性能的影響。結(jié)果表明:隨著熱擴(kuò)散溫... 

【文章來源】：長安大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

熱噴涂技術(shù)涂層形成機(jī)理

電源正極接銅板，接通直流電源后，陽極處發(fā)生反應(yīng)使得金屬銅以離子狀態(tài)進(jìn)入鍍液，并向陰極不斷遷移，在基材處獲得電子發(fā)生還原反應(yīng)逐漸形成金屬銅鍍層，如圖1.2所示。Tao等人[22]研究了電沉積Cu/CNT/Cu復(fù)合鍍層的微觀結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電性，發(fā)現(xiàn)了在電沉積過程中Cu離子能夠嵌入碳納米管（CNT）薄膜的孔隙中并且隨著碳納米管一起長大，在CNT薄膜與Cu層中間形成一個(gè)中間過渡層；退火前，在BAPB電解槽中形成層狀結(jié)構(gòu)的最高導(dǎo)電性為1.70×105S/cm；在900℃退火處理2h后，Cu/CNT/Cu復(fù)合鍍層的導(dǎo)電性迅速增加到2.02×105S/cm。在靜態(tài)和超聲狀態(tài)下Ni含量固定使得Cu：Ni的摩爾比分別為1：10、1：15、1：20的條件下，通過電沉積技術(shù)制備了Cu/Ni薄膜[23]。其中，電化學(xué)腐蝕研究顯示Cu/Ni薄膜在靜態(tài)條件下比在超聲波條件下的腐蝕防護(hù)行為較好；能量色散譜（EDS）顯示Cu/Ni鍍層的形態(tài)和成分強(qiáng)烈的依賴于濃度和超聲波輻照，分析表明在靜止?fàn)顟B(tài)下鍍層中富含Ni

圖 2.1 Cu/Ni/Ti 結(jié)構(gòu)在熱擴(kuò)散 700℃，3h 后的宏觀照片（a）和微觀金相組織（b）Figure 2.1 Macro photographs (a) and microstructure (b) of Cu/Ni/Ti after thermal diffusion at 700℃for 3h圖 2.2 OTF-1200X 開啟式真空管式爐實(shí)驗(yàn)裝置示意圖Figure 2.2 Schematic diagram of OTF-1200X vacuum tube furnace equipment

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3469240