鈾因為具有獨特的核性能而廣泛應(yīng)用于軍事、核能等領(lǐng)域,但又因其活潑的化學(xué)性質(zhì)而難以在大氣中穩(wěn)定存在。金屬鈾在常溫下能夠與水、氧氣等發(fā)生化學(xué)反應(yīng),這不僅影響了自身性質(zhì),還對環(huán)境造成污染、對操作者造成危害。因此,金屬鈾的防腐處理非常重要。利用表面處理技術(shù)在金屬表面制備保護(hù)涂層是常用的金屬防腐蝕方法,陰極微弧電沉積技術(shù)是一種新興的表面處理技術(shù),能夠在金屬表面制備具有良好防腐蝕性能的陶瓷膜層。該技術(shù)雖然是由微弧氧化技術(shù)發(fā)展而來,但它克服了微弧氧化只能以閥金屬作為基體材料的局限性,能夠在各種金屬或?qū)щ姺墙饘俦砻嬷苽涮沾赡�。陰極微弧電沉積陶瓷膜層有兩種方法：恒流法和恒壓法。本課題組王佳佳等利用恒流法在貧鈾表面制備了耐蝕性較好的氧化鋁陶瓷膜層,但也發(fā)現(xiàn),恒流法存在工藝穩(wěn)定性差、重復(fù)性不高,膜層粗糙度大、孔隙度高等問題。本研究探索了恒壓法在貧鈾表面制備氧化物陶瓷膜層,研究了電解質(zhì)濃度、電源參數(shù)（電壓、頻率和占空比）等對膜層結(jié)構(gòu)的影響,獲得了優(yōu)化工藝參數(shù),制備了氧化鋁、氧化鋁-氧化鋯、氧化鋁-氧化釔陶瓷膜層,并對膜層的組織結(jié)構(gòu)和耐腐蝕性能進(jìn)行了測試。主要結(jié)果如下：1、電源電壓和硝酸鋁濃度對貧鈾表面陰極微... 

【文章來源】：中國工程物理研究院北京市

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２?ＥＰＴ處理原理圖：（ａ）工件表面產(chǎn)生等離子體氣泡（為了方便說明此處只畫出一個，實??際上有無數(shù)氣泡）；（ｂ）等離子體氣泡驟冷產(chǎn)生沖擊波；（Ｃ）等離子體氣泡＂爆炸＂，工件表面雜質(zhì)??被清除；（ｄ）形成微孔；（ｅ）離子沉積于工件表面；（ｆ）隨著處理時間增加，膜層厚度增加

分能量非常高，能夠產(chǎn)生數(shù)百兆帕或者更大的壓力。氣泡＂爆炸＂出現(xiàn)的空位和巨大的??能量，使得陽離子的運動能夠消除相界面的阻礙，快速沉積在陰極表面，從而獲得與基??體相異的膜層，如圖１．２?（ｅ）所示。也有研究表明ｔｉｗ，在電解等離子體系統(tǒng)中，離子運??動跟流體動為學(xué)傳輸有關(guān)。流體動力與前面所述的兩種離子傳輸方式共同作用，使得沉??積速率有了很大的提局。??等離子體產(chǎn)生的高溫會使工件表層局部區(qū)域烙化，在電解液的冷卻作用下發(fā)生萍火，??由此形成了特殊的表面結(jié)構(gòu)。有機物雜質(zhì)如潤滑油、油脂等，由于瞬時的高溫而很快地??從工件表面清除。同時，由于高溫等離子體的出現(xiàn)還伴隨著氨氣的產(chǎn)生，所Ｗ工件表面??的氧化皮會發(fā)生還原反應(yīng)而被清除。因此，采用Ｅ巧對工件進(jìn)行清潔時，工件表面氧化??層一方面會被等離子體氣泡＂爆炸＂產(chǎn)生的機械作用清除，另一方面會被氨氣的化學(xué)作??用消除。??１．２．４電解等離子體處理層的性能??１．２．４．１處理表面的形貌和粗挺度??圖１．３為Ａ－％低碳鋼在ＮａＨＣ〇３溶液體系中經(jīng)過ＥＰＴ處理的表面形貌［ＵＷ。該形??貌有兩個突出的特點，有許多球狀顆粒和火山口形孔洞。這種形貌是由等離子體爆破??及爆融表面在電解液中快速冷卻形成的。從圖中可看出

分能量非常高，能夠產(chǎn)生數(shù)百兆帕或者更大的壓力。氣泡＂爆炸＂出現(xiàn)的空位和巨大的??能量，使得陽離子的運動能夠消除相界面的阻礙，快速沉積在陰極表面，從而獲得與基??體相異的膜層，如圖１．２?（ｅ）所示。也有研究表明ｔｉｗ，在電解等離子體系統(tǒng)中，離子運??動跟流體動為學(xué)傳輸有關(guān)。流體動力與前面所述的兩種離子傳輸方式共同作用，使得沉??積速率有了很大的提局。??等離子體產(chǎn)生的高溫會使工件表層局部區(qū)域烙化，在電解液的冷卻作用下發(fā)生萍火，??由此形成了特殊的表面結(jié)構(gòu)。有機物雜質(zhì)如潤滑油、油脂等，由于瞬時的高溫而很快地??從工件表面清除。同時，由于高溫等離子體的出現(xiàn)還伴隨著氨氣的產(chǎn)生，所Ｗ工件表面??的氧化皮會發(fā)生還原反應(yīng)而被清除。因此，采用Ｅ巧對工件進(jìn)行清潔時，工件表面氧化??層一方面會被等離子體氣泡＂爆炸＂產(chǎn)生的機械作用清除，另一方面會被氨氣的化學(xué)作??用消除。??１．２．４電解等離子體處理層的性能??１．２．４．１處理表面的形貌和粗挺度??圖１．３為Ａ－％低碳鋼在ＮａＨＣ〇３溶液體系中經(jīng)過ＥＰＴ處理的表面形貌［ＵＷ。該形??貌有兩個突出的特點，有許多球狀顆粒和火山口形孔洞。這種形貌是由等離子體爆破??及爆融表面在電解液中快速冷卻形成的。從圖中可看出

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]陰極等離子電解沉積Al2O3-YAG復(fù)合涂層及其抗高溫氧化性能[J]. 周帥,何業(yè)東,王德仁,楊競.  材料熱處理學(xué)報. 2013(12)
[2]鋁酸鈉濃度對7075鋁合金微弧氧化膜層特性的影響[J]. 郝康達(dá),苗景國,陳秋榮,董香蕓,吳潤,衛(wèi)中領(lǐng).  表面技術(shù). 2013(03)
[3]電解液溫度對TC4鈦合金微弧氧化膜層性能的影響[J]. 吳云峰,楊鋼,裴崇,盧德宏,張?zhí)K,李榮雙.  鑄造技術(shù). 2013(05)
[4]工藝參數(shù)對鈦合金微弧氧化鈣磷膜層結(jié)構(gòu)和成分的影響[J]. 馬鳳倉,劉平,李偉,劉新寬,陳小紅,楊麗紅,朱堅民.  材料熱處理學(xué)報. 2013(01)
[5]鈦合金表面陰極微弧電沉積Al2O3-SiC復(fù)合涂層[J]. 陳海濤,易同斌,張隆平,李忠盛.  材料導(dǎo)報. 2012(22)
[6]NiTi合金表面液相陰極等離子體沉積氧化鋁陶瓷涂層的研究[J]. 劉鵬,燕穎,潘欣,楊維虎,蔡開勇,陳亞芍.  材料導(dǎo)報. 2012(12)
[7]電參數(shù)對鎂合金微弧氧化膜層生長的影響及耐蝕性研究[J]. 李小成,郝建民,張亞明,陳宏.  熱加工工藝. 2012(12)
[8]AZ91D鎂合金微弧氧化電參數(shù)對其耐蝕性的影響[J]. 尚偉,溫玉清,李秀廣,黃明仁,盧釔成.  表面技術(shù). 2012(01)
[9]氧化釔陶瓷涂層的制備及結(jié)構(gòu)研究[J]. 羅小晨,王文東,劉邦武,夏洋.  熱加工工藝. 2011(20)
[10]電參數(shù)對鍛鋁合金微弧氧化涂層生長特性的影響[J]. 劉俊超,朱彥海,唐明奇,李衛(wèi)平,朱立群.  表面技術(shù). 2011(03)

博士論文
[1]鋼鐵表面等離子體液相電解沉積陶瓷膜及耐磨耐蝕性能[D]. 王云龍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010

碩士論文
[1]貧鈾表面氧化鋁陶瓷涂層的陰極微弧電沉積法制備及其性能研究[D]. 王佳佳.中國工程物理研究院 2015



本文編號：3260467