本文關(guān)鍵詞：45#鋼表面化學(xué)鍍Ni-B涂層的制備及其摩擦學(xué)性能的研究

  更多相關(guān)文章： Ni-B涂層 耐蝕性能 摩擦學(xué)性能 PTFE薄膜 高疏水

【摘要】：1946年Brenner和Riddell提出化學(xué)鍍方法以來,化學(xué)鍍技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)中獲得廣泛應(yīng)用�；瘜W(xué)鍍鎳硼合金涂層已被用于改善不銹鋼、鋁以及鎂合金等基體的耐蝕及其摩擦學(xué)性能,但目前關(guān)于在碳鋼上沉積Ni-B涂層的結(jié)構(gòu)及性能等方面的研究報(bào)道還比較少,此外,以往的研究大多關(guān)注Ni-B涂層在干摩擦條件下的摩擦學(xué)性能,鑒于Ni-B涂層表現(xiàn)出良好的耐蝕性能,有必要開展Ni-B涂層在水腐蝕特別是鹽水腐蝕條件下的摩擦學(xué)性能的研究。本文以45#鋼作為基體,采用化學(xué)鍍技術(shù)在45#鋼表面構(gòu)筑鎳硼涂層,較為系統(tǒng)的研究了制備條件及熱處理對(duì)Ni-B涂層表面形貌、晶相結(jié)構(gòu)及耐蝕性能的影響,重點(diǎn)研究了Ni-B涂層在鹽水腐蝕條件下的摩擦學(xué)性能。同時(shí)采用提拉浸涂法,化學(xué)刻蝕技術(shù)和自組裝技術(shù)對(duì)鎳硼涂層進(jìn)行表面修飾,得到了減摩性能良好的Ni-B/PTFE復(fù)合薄膜和高疏水Ni-B涂層硬脂酸薄膜,并對(duì)其摩擦學(xué)性能進(jìn)行了研究。研究結(jié)果如下:(1)45#鋼表面化學(xué)鍍Ni-B涂層的晶相結(jié)構(gòu)及表面形貌與涂層沉積速度有關(guān),當(dāng)沉積速度較低時(shí),45#鋼表面化學(xué)鍍Ni-B涂層呈現(xiàn)“花瓣”結(jié)構(gòu),為非晶態(tài),對(duì)45#鋼具有良好的腐蝕保護(hù)作用,同時(shí),在干摩擦、水腐蝕和3.5%NaCl水溶液腐蝕下,Ni-B涂層具有明顯的減摩耐磨性能,其磨損機(jī)制主要以粘著磨損為主。(2)熱處理可明顯影響Ni-B涂層表面的晶相組織和摩擦學(xué)特性。當(dāng)熱處理溫度達(dá)到400℃時(shí),Ni-B涂層表面生成Ni2B和Ni3B等晶相組織,表面硬度增大,且耐磨性能得到了顯著的提高,但其摩擦系數(shù)卻增大了近75%。當(dāng)熱處理溫度達(dá)到550℃,盡管XRD分析表明其晶相組織中仍有Ni2B和Ni3B等晶體結(jié)構(gòu),同時(shí)還檢測(cè)到了Ni4B3晶相,但是SEM發(fā)現(xiàn),涂層出現(xiàn)較為嚴(yán)重的破壞,耐磨性能也急劇下降。(3)采用提拉法在Ni-B涂層表面涂覆PTFE固體潤(rùn)滑涂層,可大幅度改善Ni-B涂層的潤(rùn)濕性能和摩擦學(xué)性能。以60%PTFE乳液制備的Ni-B/PTFE復(fù)合涂層表面靜態(tài)接觸角達(dá)到129°,具有良好的耐蝕性能,干摩擦條件下摩擦因數(shù)長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定在0.08左右,而在3.5%NaCl水溶液條件下的摩擦因數(shù)可進(jìn)一步低至0.04。(4)采用自組裝技術(shù)在Ni-B涂層表面涂覆硬脂酸薄膜,發(fā)現(xiàn)Ni-B涂層經(jīng)過鹽酸刻蝕后沉積硬脂酸薄膜,得到的表面對(duì)水的靜態(tài)接觸角為147°,滾動(dòng)角為18°,呈現(xiàn)高疏水性,同時(shí)表現(xiàn)出良好的減摩耐磨特性。
【關(guān)鍵詞】：Ni-B涂層 耐蝕性能 摩擦學(xué)性能 PTFE薄膜 高疏水
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要8-10
• Abstract10-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 化學(xué)鍍Ni-B涂層的概述12-17
• 1.1.1 化學(xué)鍍Ni-B涂層的優(yōu)點(diǎn)13-15
• 1.1.2 化學(xué)鍍Ni-B涂層的原理15-16
• 1.1.3 化學(xué)鍍Ni-B涂層的應(yīng)用16-17
• 1.2 多層膜涂層在摩擦學(xué)中的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用17-20
• 1.3 化學(xué)刻蝕與分子自組裝技術(shù)在摩擦學(xué)中的應(yīng)用20
• 1.4 本文的研究背景及內(nèi)容20-22
• 第2章 實(shí)驗(yàn)原理、方法及實(shí)驗(yàn)設(shè)備22-30
• 2.1 基底表面的預(yù)處理22
• 2.2 化學(xué)鍍Ni-B涂層的制備22-23
• 2.3 Ni-B/PTFE復(fù)合涂層的制備23
• 2.4 自組裝薄膜的制備23
• 2.5 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備23-30
• 2.5.1 薄膜制備設(shè)備23-24
• 2.5.2 薄膜性能表征設(shè)備24-30
• 第3章 45#鋼表面化學(xué)鍍 Ni-B 涂層的耐蝕性及摩擦學(xué)性能30-44
• 3.1 前言30-31
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分31-32
• 3.2.1 薄膜的制備31
• 3.2.2 薄膜性能的表征31-32
• 3.3 結(jié)果與討論32-41
• 3.3.1 Ni-B涂層的結(jié)構(gòu)表征32-35
• 3.3.2 鋼表面Ni-B涂層的耐腐蝕性能35-36
• 3.3.3 干摩擦條件下Ni-B涂層的摩擦學(xué)性能36-38
• 3.3.4 去離子水潤(rùn)滑條件下38-39
• 3.3.5 3.5%NaCl溶液潤(rùn)滑條件下39-41
• 3.4 作用機(jī)理分析41
• 3.5 本章小結(jié)41-44
• 第4章 熱處理對(duì)化學(xué)鍍Ni-B涂層摩擦學(xué)性能的影響44-54
• 4.1 前言44
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分44-45
• 4.2.1 薄膜的制備44-45
• 4.2.2 薄膜的表征45
• 4.3 結(jié)果與討論45-52
• 4.3.1 熱處理溫度對(duì)Ni-B涂層潤(rùn)濕性能及表面形貌的影響45-47
• 4.3.2 XRD分析47-52
• 4.4 本章小結(jié)52-54
• 第5章 45#鋼表面 Ni-B/PTFE 復(fù)合涂層的制備及摩擦學(xué)性能研究54-64
• 5.1 前言54
• 5.2 實(shí)驗(yàn)部分54-55
• 5.2.1 薄膜的制備54
• 5.2.2 薄膜性能的表征54-55
• 5.3 結(jié)果與討論55-63
• 5.3.1 涂層表面形貌及潤(rùn)濕性能表征55-59
• 5.3.2 鋼表面Ni-B/PTFE復(fù)合涂層的耐腐蝕性能59-60
• 5.3.3 Ni-B/PTFE復(fù)合涂層的摩擦學(xué)性能60-63
• 5.4 本章小結(jié)63-64
• 第6章 45#鋼化學(xué)鍍 Ni-B 涂層表面硬脂酸高疏水薄膜及其摩擦學(xué)性能的研究64-72
• 6.1 前言64-65
• 6.2 實(shí)驗(yàn)部分65-66
• 6.2.1 薄膜的制備65
• 6.2.2 薄膜性能的表征65-66
• 6.3 結(jié)果與討論66-71
• 6.3.1 Ni-B涂層硬脂酸薄膜的表征66-68
• 6.3.2 Ni-B涂層硬脂酸薄膜的摩擦學(xué)特性68-71
• 6.4 機(jī)理分析71
• 6.5 本章小結(jié)71-72
• 結(jié)論72-74
• 參考文獻(xiàn)74-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文80-82
• 致謝82

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：855284