鈦合金表面防腐膜在高溫應(yīng)力腐蝕環(huán)境中的防腐性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-04 11:30
Ti-6Al-4V合金是航空航天工業(yè)中備受關(guān)注與大量使用的重要耐蝕鈦合金,目前已廣泛應(yīng)用于飛行器動(dòng)力系統(tǒng)的制造,如壓氣機(jī)葉片、緊固件等。海洋環(huán)境中,壓氣機(jī)葉片被潮濕空氣包圍,其中含有豐富的鹽(特別是NaCl)和水蒸氣,同時(shí)壓氣機(jī)葉片通常在200600℃下工作,在服役時(shí)還受到較強(qiáng)的離心力作用,因此對(duì)于研究Ti-6Al-4V合金在高溫應(yīng)力腐蝕環(huán)境中的防腐手段以及如何提高其耐蝕能力具有十分重要的意義。對(duì)于金屬材料防腐性能,在金屬表面合成防腐膜是一種經(jīng)濟(jì)有效的方法,研究表明分子篩不僅優(yōu)良的物化穩(wěn)定性,還能作為防腐涂層提升材料耐蝕性,具有巨大的應(yīng)用潛力,正在成為研究熱點(diǎn)。因此,在Ti-6Al-4V表面合成一種具有防腐類型的分子篩膜具有十分重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。本課題采用三乙氧基硅烷(YDH-151)作為硅烷偶聯(lián)劑,利用硅烷熱壓法在Ti-6Al-4V表面制備MFI型分子篩防腐膜,并確定Ti-6Al-4V合金表面復(fù)合分子篩防腐膜的最佳制備工藝。結(jié)果表明當(dāng)TS-1分子篩濃度為0.003g/L、熱壓溫度80℃、熱壓壓強(qiáng)4MPa時(shí)為最佳。利用氧化石墨烯(GO)對(duì)Ti-6Al-4V合金...
【文章來(lái)源】:中國(guó)民航大學(xué)天津市
【文章頁(yè)數(shù)】:68 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
Ti-6Al-4V合金拉伸件尺寸
中國(guó)民航大學(xué)碩士學(xué)位論文15表2.4性能測(cè)試使用儀器(續(xù))儀器名稱設(shè)備型號(hào)生產(chǎn)商電化學(xué)工作站ParStat2273美國(guó)阿美特克公司掃描電子顯微鏡HITACHIS-3400N日本日立公司蔡司顯微鏡AxioScopeA1德國(guó)卡爾蔡司公司X射線衍射儀XRD-7000S/L日本島津公司激光拉曼光譜儀DXR美國(guó)ThermoFisher公司微米劃痕儀UMT-1美國(guó)Bruker公司液滴形狀分析儀DSA25KRUSS公司三維共聚焦顯微鏡LEXTOLS4100日本Olympus公司傅立葉紅外光譜分析儀Avatar300FTIRThermoNicolet公司2.2實(shí)驗(yàn)方法2.2.1Ti-6Al-4V表面MFI型分子篩膜的制備工藝Ti-6Al-4V表面MFI型分子篩膜的制備工藝的主要步驟如下:(1)通過(guò)水熱合成法[56],選取四丙基溴化銨作為模板劑。如圖2-2所示,在180℃、0.8MPa條件下于反應(yīng)釜中反應(yīng)24h得到ZSM-5與TS-1分子篩,經(jīng)過(guò)離心、洗滌、干燥與研磨得到ZSM-5與TS-1粉末。圖2-2在高溫高壓反應(yīng)釜中水熱合成分子篩
中國(guó)民航大學(xué)碩士學(xué)位論文16(2)以YDH-151:乙醇:水=5:90:5的比例配制硅烷水解液,再加入ZSM-5與TS-1粉末配制成的分子篩合成液并于磁力攪拌狀態(tài)下繼續(xù)水解1h。將預(yù)處理后的Ti-6Al-4V倒掛浸沒(méi)于合成液中,磁力攪拌狀態(tài)下反應(yīng)12h,如圖2-3所示,使ZSM-5、TS-1與YDH-151在金屬表面自組裝成ZSM-5/YDH-151或TS-1/YDH-151復(fù)合膜。(a)(b)圖2-3金屬表面自組裝復(fù)合膜(a)ZSM-5/YDH-151復(fù)合膜;(b)TS-1/YDH-151復(fù)合膜(3)在一定溫度、一定壓力條件下,通過(guò)萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)機(jī)壓縮操作,將所制得的膜層與金屬表面進(jìn)一步結(jié)合。2.2.2GO改性TS-1分子篩膜(1)采用二甲基甲酰胺(DMF)作為分散劑,將GO粉末配制成分散液,其中GO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5mg/mL。(2)將GO分散液、TS-1/YDH-151合成液和DMF按照體積比1:17:46配制,70℃磁力攪拌反應(yīng)24h,得到TS-1/YDH-151/GO復(fù)合溶液。(3)將預(yù)處理后的Ti-6Al-4V倒掛浸沒(méi)于合成液中,磁力攪拌狀態(tài)下反應(yīng)12h得到復(fù)合膜。作為對(duì)比,分別取GO分散液與GO/YDH-151溶液,旋涂于鋁合金表面,80℃烘干12h,得GO膜與GO/YDH-151復(fù)合膜。(4)在一定溫度、一定壓力條件下,通過(guò)萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)機(jī)壓縮操作,將所制得的膜層與金屬表面進(jìn)一步結(jié)合。2.2.3高溫腐蝕應(yīng)力環(huán)境下的電化學(xué)噪聲測(cè)試圖2-4為自制電化學(xué)噪聲測(cè)試工裝,圖2-5為電化學(xué)噪聲測(cè)試工作示意圖,圖2-6
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]硅烷偶聯(lián)劑改性磷酸鋅對(duì)環(huán)氧涂層防腐性能的影響[J]. 師超,邵亞薇,熊義,劉光明,俞躍龍,楊志廣,許傳欽. 中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào). 2020(01)
[2]ZSM-5分子篩骨架鋁落位對(duì)甲醇轉(zhuǎn)化制芳烴催化性能影響[J]. 張立偉,張懷科,陳志強(qiáng),劉粟僥,任杰. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2019(12)
[3]偶聯(lián)劑改性玄武巖纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料力學(xué)性能[J]. 王林,王夢(mèng)堯,王佩勛,盧京宇. 材料導(dǎo)報(bào). 2019(S2)
[4]干膠法合成多級(jí)孔ZSM-5分子篩及其正辛烷催化裂解反應(yīng)性能[J]. 肖霞,孫兵,范曉強(qiáng),孔蓮,姜桂元,趙震. 工業(yè)催化. 2019(10)
[5]無(wú)機(jī)體系中兩段晶化法合成ZSM-5分子篩的研究[J]. 陳艷紅,韓東敏,崔紅霞,張強(qiáng),李春義. 石油煉制與化工. 2019 (10)
[6]堿處理調(diào)變ZSM-5孔結(jié)構(gòu)及甲苯甲醇烷基化制對(duì)二甲苯性能研究[J]. 李洪坤,張安峰,侯章貴,齊美美,李孝國(guó),常洋,郭新聞,宋春山. 現(xiàn)代化工. 2019(10)
[7]ZSM-5分子篩晶體形貌調(diào)控及其MTP催化性能研究[J]. 袁德林,邢愛(ài)華,張妮妮,劉華,繆平,崔立山,孫琦. 天然氣化工(C1化學(xué)與化工). 2019(04)
[8]基于電偶腐蝕仿真的鋁/鈦合金在不同濃度酸性NaCl溶液中與水介質(zhì)中的當(dāng)量折算系數(shù)[J]. 卞貴學(xué),陳躍良,張勇,王安東,王哲夫. 材料導(dǎo)報(bào). 2019(16)
[9]井下含硫環(huán)空液中P110油管鋼應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的電化學(xué)噪聲特征[J]. 余軍,張德平,潘若生,董澤華. 金屬學(xué)報(bào). 2018(10)
[10]鋁合金表面抗腐蝕薄膜的制備及性能研究[J]. 石陽(yáng)陽(yáng),程廣貴,張忠強(qiáng),丁建寧,郭立強(qiáng),張偉,凌智勇. 稀有金屬材料與工程. 2016(04)
博士論文
[1]Mg-Li合金表面分子篩膜的組裝及耐蝕性研究[D]. 宋大雷.哈爾濱工程大學(xué) 2011
碩士論文
[1]TS-1分子篩膜合成及微波芬頓氧化脫除模板劑研究[D]. 楊利航.天津大學(xué) 2014
[2]鈦合金的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂與腐蝕電化學(xué)研究[D]. 山川.中國(guó)海洋大學(xué) 2013
本文編號(hào):3063138
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【文章頁(yè)數(shù)】:68 頁(yè)
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【部分圖文】:
Ti-6Al-4V合金拉伸件尺寸
中國(guó)民航大學(xué)碩士學(xué)位論文15表2.4性能測(cè)試使用儀器(續(xù))儀器名稱設(shè)備型號(hào)生產(chǎn)商電化學(xué)工作站ParStat2273美國(guó)阿美特克公司掃描電子顯微鏡HITACHIS-3400N日本日立公司蔡司顯微鏡AxioScopeA1德國(guó)卡爾蔡司公司X射線衍射儀XRD-7000S/L日本島津公司激光拉曼光譜儀DXR美國(guó)ThermoFisher公司微米劃痕儀UMT-1美國(guó)Bruker公司液滴形狀分析儀DSA25KRUSS公司三維共聚焦顯微鏡LEXTOLS4100日本Olympus公司傅立葉紅外光譜分析儀Avatar300FTIRThermoNicolet公司2.2實(shí)驗(yàn)方法2.2.1Ti-6Al-4V表面MFI型分子篩膜的制備工藝Ti-6Al-4V表面MFI型分子篩膜的制備工藝的主要步驟如下:(1)通過(guò)水熱合成法[56],選取四丙基溴化銨作為模板劑。如圖2-2所示,在180℃、0.8MPa條件下于反應(yīng)釜中反應(yīng)24h得到ZSM-5與TS-1分子篩,經(jīng)過(guò)離心、洗滌、干燥與研磨得到ZSM-5與TS-1粉末。圖2-2在高溫高壓反應(yīng)釜中水熱合成分子篩
中國(guó)民航大學(xué)碩士學(xué)位論文16(2)以YDH-151:乙醇:水=5:90:5的比例配制硅烷水解液,再加入ZSM-5與TS-1粉末配制成的分子篩合成液并于磁力攪拌狀態(tài)下繼續(xù)水解1h。將預(yù)處理后的Ti-6Al-4V倒掛浸沒(méi)于合成液中,磁力攪拌狀態(tài)下反應(yīng)12h,如圖2-3所示,使ZSM-5、TS-1與YDH-151在金屬表面自組裝成ZSM-5/YDH-151或TS-1/YDH-151復(fù)合膜。(a)(b)圖2-3金屬表面自組裝復(fù)合膜(a)ZSM-5/YDH-151復(fù)合膜;(b)TS-1/YDH-151復(fù)合膜(3)在一定溫度、一定壓力條件下,通過(guò)萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)機(jī)壓縮操作,將所制得的膜層與金屬表面進(jìn)一步結(jié)合。2.2.2GO改性TS-1分子篩膜(1)采用二甲基甲酰胺(DMF)作為分散劑,將GO粉末配制成分散液,其中GO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5mg/mL。(2)將GO分散液、TS-1/YDH-151合成液和DMF按照體積比1:17:46配制,70℃磁力攪拌反應(yīng)24h,得到TS-1/YDH-151/GO復(fù)合溶液。(3)將預(yù)處理后的Ti-6Al-4V倒掛浸沒(méi)于合成液中,磁力攪拌狀態(tài)下反應(yīng)12h得到復(fù)合膜。作為對(duì)比,分別取GO分散液與GO/YDH-151溶液,旋涂于鋁合金表面,80℃烘干12h,得GO膜與GO/YDH-151復(fù)合膜。(4)在一定溫度、一定壓力條件下,通過(guò)萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)機(jī)壓縮操作,將所制得的膜層與金屬表面進(jìn)一步結(jié)合。2.2.3高溫腐蝕應(yīng)力環(huán)境下的電化學(xué)噪聲測(cè)試圖2-4為自制電化學(xué)噪聲測(cè)試工裝,圖2-5為電化學(xué)噪聲測(cè)試工作示意圖,圖2-6
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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[2]ZSM-5分子篩骨架鋁落位對(duì)甲醇轉(zhuǎn)化制芳烴催化性能影響[J]. 張立偉,張懷科,陳志強(qiáng),劉粟僥,任杰. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2019(12)
[3]偶聯(lián)劑改性玄武巖纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料力學(xué)性能[J]. 王林,王夢(mèng)堯,王佩勛,盧京宇. 材料導(dǎo)報(bào). 2019(S2)
[4]干膠法合成多級(jí)孔ZSM-5分子篩及其正辛烷催化裂解反應(yīng)性能[J]. 肖霞,孫兵,范曉強(qiáng),孔蓮,姜桂元,趙震. 工業(yè)催化. 2019(10)
[5]無(wú)機(jī)體系中兩段晶化法合成ZSM-5分子篩的研究[J]. 陳艷紅,韓東敏,崔紅霞,張強(qiáng),李春義. 石油煉制與化工. 2019 (10)
[6]堿處理調(diào)變ZSM-5孔結(jié)構(gòu)及甲苯甲醇烷基化制對(duì)二甲苯性能研究[J]. 李洪坤,張安峰,侯章貴,齊美美,李孝國(guó),常洋,郭新聞,宋春山. 現(xiàn)代化工. 2019(10)
[7]ZSM-5分子篩晶體形貌調(diào)控及其MTP催化性能研究[J]. 袁德林,邢愛(ài)華,張妮妮,劉華,繆平,崔立山,孫琦. 天然氣化工(C1化學(xué)與化工). 2019(04)
[8]基于電偶腐蝕仿真的鋁/鈦合金在不同濃度酸性NaCl溶液中與水介質(zhì)中的當(dāng)量折算系數(shù)[J]. 卞貴學(xué),陳躍良,張勇,王安東,王哲夫. 材料導(dǎo)報(bào). 2019(16)
[9]井下含硫環(huán)空液中P110油管鋼應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的電化學(xué)噪聲特征[J]. 余軍,張德平,潘若生,董澤華. 金屬學(xué)報(bào). 2018(10)
[10]鋁合金表面抗腐蝕薄膜的制備及性能研究[J]. 石陽(yáng)陽(yáng),程廣貴,張忠強(qiáng),丁建寧,郭立強(qiáng),張偉,凌智勇. 稀有金屬材料與工程. 2016(04)
博士論文
[1]Mg-Li合金表面分子篩膜的組裝及耐蝕性研究[D]. 宋大雷.哈爾濱工程大學(xué) 2011
碩士論文
[1]TS-1分子篩膜合成及微波芬頓氧化脫除模板劑研究[D]. 楊利航.天津大學(xué) 2014
[2]鈦合金的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂與腐蝕電化學(xué)研究[D]. 山川.中國(guó)海洋大學(xué) 2013
本文編號(hào):3063138
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