本文關(guān)鍵詞：在海水、高溫環(huán)境下鈦合金TC11的微動(dòng)磨損及表面改性研究

  更多相關(guān)文章： 鈦合金TC11 微動(dòng)磨損 海水 高溫 微弧氧化 離子注入 DLC多層膜

【摘要】：近似緊配合表面間常發(fā)生微米數(shù)量級(jí)的振幅運(yùn)動(dòng)稱為微動(dòng)，這種周期性小振幅振動(dòng)造成的損傷即微動(dòng)磨損。微動(dòng)現(xiàn)象在各種交通運(yùn)輸工具及工業(yè)設(shè)備中不可避免。鈦合金對(duì)微動(dòng)磨損非常敏感，限制了它在航空航天及工業(yè)等領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用。本文通過(guò)表面改性技術(shù)來(lái)改善不同工況中鈦合金的微動(dòng)磨損問(wèn)題，為其實(shí)際應(yīng)用提供可行的防護(hù)方案。 首先對(duì)TC11鈦合金進(jìn)行不同表面改性實(shí)驗(yàn)（微弧氧化、N+離子注入、類金剛石多層碳膜），得到改性膜層，利用X射線衍射分析（XRD）、Raman光譜分析、掃描電子顯微鏡（SEM）和能譜儀（EDS）對(duì)改性膜層的相組成和微結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。在模擬海水/純水介質(zhì)以及150℃高溫/室溫環(huán)境下，采用SRV-IV微動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)對(duì)TC11及其改性膜層進(jìn)行了不同實(shí)驗(yàn)參數(shù)下的微動(dòng)磨損研究，再通過(guò)形貌儀和超景深顯微鏡對(duì)磨損量及磨痕形貌進(jìn)行觀察，評(píng)價(jià)TC11合金及改性膜層的微動(dòng)磨損性能。研究結(jié)果如下： 1.海水中TC11可形成特殊減摩膜層降低摩擦系數(shù)，磨損量低于純水中的數(shù)值，表明腐蝕作用可一定程度上抑制微動(dòng)磨損，腐蝕磨損呈負(fù)交互規(guī)律。150℃環(huán)境下的微動(dòng)磨損較室溫嚴(yán)重。 2. MAO涂層主要由銳鈦礦型和金紅石型TiO2相組成，表面粗糙多孔，初始階段摩擦系數(shù)較高，但抗微動(dòng)磨損性能優(yōu)于基體，磨損量小且表面微孔結(jié)構(gòu)僅部分消失，細(xì)小磨屑進(jìn)入孔隙還能起到一定潤(rùn)滑作用。 3.離子注入N+后形成TiN等氮化物，表面硬度顯著提高，注入時(shí)的強(qiáng)化效應(yīng)及壓應(yīng)力均有益于提高抗微動(dòng)磨損性能。 4. DLC多層膜表面硬度高且膜基結(jié)合致密，可有效屏蔽海水和氧氣滲入，隔絕腐蝕環(huán)境影響并有效抑制氧化磨損。多層膜結(jié)構(gòu)降低了膜層脫落幾率，大幅減少磨粒磨損。此外磨屑中還存在石墨形式的碳，能有效降低摩擦系數(shù)，抗微動(dòng)磨損效果最優(yōu)異。
【關(guān)鍵詞】：鈦合金TC11 微動(dòng)磨損 海水 高溫 微弧氧化 離子注入 DLC多層膜
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH117;TG178
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 微動(dòng)摩擦學(xué)概述13-15
• 1.1.1 基本概念13-14
• 1.1.2 微動(dòng)分類14
• 1.1.3 微動(dòng)具體實(shí)例14-15
• 1.2 微動(dòng)磨損理論15
• 1.3 鈦合金的微動(dòng)磨損問(wèn)題15-16
• 1.4 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀16-19
• 1.5 本文選題意義19
• 1.6 實(shí)驗(yàn)方法19-21
• 第二章 表面改性層的制備及其表面分析21-29
• 2.1 微弧氧化處理21-23
• 2.1.1 微弧氧化設(shè)備及原理21-22
• 2.1.2 微弧氧化膜制備工藝流程與參數(shù)22
• 2.1.3 膜層形貌和元素22-23
• 2.2 離子注入23-25
• 2.2.1 離子注入基本原理23-24
• 2.2.2 離子注入 N+24-25
• 2.3 DLC 多層膜25-29
• 2.3.1 DLC 膜技術(shù)發(fā)展25
• 2.3.2 DLC 膜性能及其存在的問(wèn)題25-28
• 2.3.3 DLC 多層膜的發(fā)展28-29
• 第三章 海水和純水環(huán)境下的微動(dòng)磨損行為29-58
• 3.1 海水環(huán)境及其影響29-44
• 3.1.1 載荷對(duì)微動(dòng)磨損行為的影響30-34
• 3.1.2 頻率對(duì)微動(dòng)磨損行為的影響34-37
• 3.1.3 位移幅對(duì)微動(dòng)磨損行為的影響37-41
• 3.1.4 時(shí)間對(duì)微動(dòng)磨損行為的影響41-44
• 3.2 純水環(huán)境及其影響44-57
• 3.2.1 載荷對(duì)微動(dòng)磨損行為的影響45-48
• 3.2.2 頻率對(duì)微動(dòng)磨損行為的影響48-51
• 3.2.3 位移幅對(duì)微動(dòng)磨損行為的影響51-54
• 3.2.4 時(shí)間對(duì)微動(dòng)磨損行為的影響54-57
• 3.3 本章小結(jié)57-58
• 第四章 高溫及室溫環(huán)境下的微動(dòng)磨損行為58-86
• 4.1 高溫環(huán)境及其影響58-72
• 4.1.1 載荷對(duì)微動(dòng)磨損行為的影響58-62
• 4.1.2 頻率對(duì)微動(dòng)磨損行為的影響62-65
• 4.1.3 位移幅對(duì)微動(dòng)磨損行為的影響65-68
• 4.1.4 時(shí)間對(duì)微動(dòng)磨損行為的影響68-72
• 4.2 室溫環(huán)境及其影響72-84
• 4.2.1 載荷對(duì)微動(dòng)磨損行為的影響72-75
• 4.2.2 頻率對(duì)微動(dòng)磨損行為的影響75-78
• 4.2.3 位移幅對(duì)微動(dòng)磨損行為的影響78-81
• 4.2.4 時(shí)間對(duì)微動(dòng)磨損行為的影響81-84
• 4.3 本章小結(jié)84-86
• 第五章 總結(jié)與展望86-88
• 5.1 本文主要工作及總結(jié)86-87
• 5.2 工作展望87-88
• 參考文獻(xiàn)88-91
• 致謝91-92
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文92

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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本文編號(hào)：769202