本文關(guān)鍵詞：鋁合金表面陶瓷涂層制備工藝研究

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【摘要】：在鋁合金表面制備陶瓷涂層,是提高鋁合金基體表面性能的有效方法,常見的有熱噴涂技術(shù)、PVD、CVD、等離子微弧氧化等。采用溶膠-凝膠法在鋁合金表面制備陶瓷涂層,是一個全新領(lǐng)域,目的是探索一種低成本高性能的陶瓷涂層制備方法。本論文主要研究了陶瓷涂層的制備工藝及主要性能。首先研究陶瓷涂料粘結(jié)劑溶膠的制備工藝,采用正硅酸乙酯、硝酸鋁、硝酸鉻等制備Si-Al-Cr三元復(fù)合溶膠,在混合過程中加入螯合劑,確保溶膠的穩(wěn)定性。然后將球磨和級配后的與溶膠體系同組分的金屬無機(jī)氧化物及其它添加物加入,經(jīng)過充分的攪拌和碾磨,并在各種助劑的配合使用下,獲得均勻的無機(jī)陶瓷涂料。研究表明,SiO2溶膠中溶劑乙醇的含量,能夠改變?nèi)苣z體系反應(yīng)濃度,影響涂層的成膜性,SiO2溶膠合適配比為TOES:H2O:EtOH=1:1:10。而Si、Al、Cr混合原子比的變化會影響三元復(fù)合溶膠的粘度,原子比增大時,溶膠體系粘度變大,涂料成膜性變差,干燥熱處理容易產(chǎn)生裂紋,且涂層和基體線膨脹系數(shù)差的增大會導(dǎo)致界面的開裂。因此,合理的三元復(fù)合溶膠混合原子比應(yīng)為Si:Al:Cr=2:1:1。其次,研究了加入添加物稀土和硼砂后,對涂層性能的影響。加入添加物的涂層顯微硬度都高于基體,顯微硬度值最高為137.75Hv,較基體提高了62.95Hv。涂層的耐磨性在硼砂含量小于3%時,稀土含量越大耐磨性越好,硼砂含量大于5%時,隨著硼砂含量的增加,耐磨性先增強(qiáng)再變?nèi)?當(dāng)硼砂含量為16%時,耐磨性最好。涂層的附著力也受到了硼砂的有利影響,破壞性質(zhì)也由大面積的附著破壞向較小面積的內(nèi)聚破壞轉(zhuǎn)變。但是涂層的耐蝕性不甚理想,有待于進(jìn)一步的改善和加強(qiáng)。而稀土在活化基體表面細(xì)化涂層顆粒的同時,還與溶膠發(fā)生反應(yīng)生成Y3Al5O12、Y2Si2O7等新相,促進(jìn)涂層致密化并起到燒結(jié)穩(wěn)固作用。涂層的各項性能對比得到,當(dāng)硼砂加入量占填料約15%,稀土約占5%,基礎(chǔ)陶瓷粉末為涂料總量的27%~30%時,涂層的綜合性能最優(yōu)。
【關(guān)鍵詞】：溶膠-凝膠法 陶瓷涂料 耐磨涂層 制備工藝
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 課題背景及意義9
• 1.2 鋁合金表面陶瓷涂層的制備工藝9-13
• 1.3 溶膠-凝膠法（sol-gel）13-17
• 1.4 本課題的目標(biāo)、研究內(nèi)容和技術(shù)路線17-19
• 2 試驗條件及方法19-25
• 2.1 試驗條件19-22
• 2.2 檢測方法22-25
• 3 涂料的制備25-39
• 3.1 溶膠的制備25-31
• 3.2 涂料的配制31-37
• 3.3 本章小結(jié)37-39
• 4 涂層制備工藝39-53
• 4.1 填料加入量對涂層的影響39-40
• 4.2 涂料攪拌時間對涂層的影響40-42
• 4.3 不同配比的SiO2溶膠對涂層的影響42-48
• 4.4 不同Si:Al:Cr混合原子比對涂層表面及界面形貌的影響48-51
• 4.5 本章小結(jié)51-53
• 5 添加物稀土和硼砂對涂層的影響53-68
• 5.1 添加物對涂層表面形貌的影響54-57
• 5.2 添加物對涂層界面形貌的影響57-59
• 5.3 涂層的性能測試59-65
• 5.4 涂層的物相分析65-66
• 5.5 本章小結(jié)66-68
• 6 結(jié)論和展望68-70
• 6.1 結(jié)論68-69
• 6.2 展望69-70
• 致謝70-72
• 參考文獻(xiàn)72-80
• 附錄：攻讀碩士期間的研究成果80

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李積明;;硼砂對鑄鋼消失模涂料剝離性的影響[J];甘肅科技;2012年02期

2 H. Sharifi;A.R. Khavandi;M. Divandari;M.I. Hasbullah;;Effect of magnesium and nickel coatings on the wetting behavior of alumina toughened zirconia by molten Al-Mg alloy[J];International Journal of Minerals Metallurgy and Materials;2012年01期

3 張志清;黃劍鋒;曹麗云;吳建鵬;;乙酰丙酮對PMMA負(fù)載銳鈦礦型TiO_2薄膜及其光催化性能影響[J];人工晶體學(xué)報;2011年06期

4 張法碧;李明偉;秦祖軍;郭其新;;新型溶膠-凝膠法制備Al_2O_3-ZrO_2陶瓷涂層及其組織結(jié)構(gòu)[J];表面技術(shù);2011年02期

5 牛曉巍;徐躍;王婧姝;華倫;張賀;韓煒;;NiCrFe金屬上涂覆玻璃陶瓷涂層的結(jié)構(gòu)和性能[J];稀有金屬材料與工程;2011年01期

6 曹慧;李建國;高玉貴;趙俊文;;納米CeO_2對ZrO_2-Y_2O_3陶瓷涂層耐腐蝕及結(jié)合強(qiáng)度性能的影響[J];內(nèi)蒙古科技大學(xué)學(xué)報;2010年02期

7 馬壯;王偉;李智超;;固相反應(yīng)法三元硼化物陶瓷涂層的制備及性能研究[J];材料導(dǎo)報;2010年08期

8 梁驍;賀春林;;鋁及其合金的表面改性技術(shù)介紹[J];中國重型裝備;2009年04期

9 多樹旺;劉庭芝;鄒小平;鐘鴻雁;孫曉琳;楊振華;;溶膠-凝膠制備的Al_2O_3-SiO_2復(fù)合陶瓷涂層抗原子氧侵蝕性能研究[J];稀有金屬材料與工程;2009年S2期

10 盧果;宋仁國;李紅霞;趙堅;;6063鋁合金表面等離子噴涂Al_2O_3/TiO_2納米陶瓷涂層組織與性能研究[J];熱加工工藝;2009年16期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陳博;AZ91D鎂合金表面金屬氧化物陶瓷涂層制備工藝及耐蝕性能研究[D];西南大學(xué);2009年

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本文編號：872558