鈦及其合金雖然在航空航天、艦船制造等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用,但其表面硬度低,耐磨性差,這限制了其在機(jī)械傳動(dòng)領(lǐng)域的應(yīng)用。為了擴(kuò)大其應(yīng)用范圍,本文通過(guò)改變電解液體系和優(yōu)化微弧氧化工藝參數(shù)在TA2基體表面制備耐磨性較好的微弧氧化膜層,并探索微弧氧化膜層在邊界潤(rùn)滑條件下的耐磨性。不同電解液體系制備的微弧氧化膜層性能差異較大。首先,研究了在單一電解液體系制備的微弧氧化膜層的耐磨性。在鋁酸鹽電解液體系中,微弧氧化膜層的生長(zhǎng)包括基體的氧化和電解質(zhì)的沉積,膜層由鈦酸鋁、金紅石和氧化鋁組成,膜層的厚度和表面粗糙度最小,硬度最大,磨損率最低;在磷酸鹽電解液體系中,微弧氧化膜層的生長(zhǎng)主要為基體的氧化,膜層由銳鈦礦和金紅石組成;在硅酸鹽電解液體系中,微弧氧化膜層的生長(zhǎng)主要為電解質(zhì)的沉積,膜層由非晶相二氧化硅、銳鈦礦和金紅石組成,膜層的厚度和表面粗糙度最大,硬度最小,磨損率最大。其次,探索了在鋁酸鹽和磷酸鹽的復(fù)合電解液體系中制備的微弧氧化膜層的耐磨性,隨著磷酸鈉濃度的增加,微弧氧化膜層的厚度增加,硬度下降,磨損率增加。在鋁酸鹽電解液體系制備的微弧氧化膜層耐磨性最佳,通過(guò)正交試驗(yàn)得到在該電解液體系中制備微弧氧化膜層的最... 

【文章來(lái)源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：84 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 鈦及其合金的表面處理技術(shù)
    1.3 微弧氧化技術(shù)簡(jiǎn)介
    1.4 微弧氧化膜層耐磨性影響因素
        1.4.1 電解液體系
        1.4.2 電解液濃度
        1.4.3 電源模式及電參數(shù)
        1.4.4 氧化時(shí)間
    1.5 油潤(rùn)滑條件下微弧氧化膜層的摩擦學(xué)性能
    1.6 本文研究目的及內(nèi)容
        1.6.1 研究目的
        1.6.2 研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與測(cè)試方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    2.2 微弧氧化膜層制備
    2.3 膜層分析與表征
        2.3.1 膜層厚度表征
        2.3.2 膜層相組成分析
        2.3.3 膜層硬度測(cè)量
        2.3.4 膜層接觸角測(cè)量
        2.3.5 膜層形貌分析
        2.3.6 膜層摩擦學(xué)性能測(cè)試
    2.4 本章小結(jié)
第3章 電解液體系對(duì)微弧氧化膜層性能的影響
    3.1 微弧氧化膜層的制備與表征方法
    3.2 單一電解液體系對(duì)微弧氧化膜層組織結(jié)構(gòu)與生長(zhǎng)行為的影響
        3.2.1 微弧氧化膜層的表面形貌
        3.2.2 微弧氧化膜層的截面形貌
        3.2.3 微弧氧化膜層的相組成
        3.2.4 微弧氧化膜層的生長(zhǎng)機(jī)理
        3.2.5 微弧氧化膜層的厚度與表面粗糙度
    3.3 單一電解液體系對(duì)微弧氧化膜層摩擦學(xué)性能的影響
        3.3.1 微弧氧化膜層的硬度
        3.3.2 微弧氧化膜層的摩擦系數(shù)
        3.3.3 微弧氧化膜層的磨痕形貌與磨損率
    3.4 復(fù)合電解液體系的選擇
    3.5 復(fù)合電解液體系對(duì)微弧氧化膜層組織結(jié)構(gòu)的影響
        3.5.1 微弧氧化反應(yīng)的電流-時(shí)間曲線
        3.5.2 微弧氧化膜層的厚度與表面粗糙度
        3.5.3 微弧氧化膜層的相組成
        3.5.4 微弧氧化膜層的表面形貌
        3.5.5 微弧氧化膜層的截面形貌
    3.6 復(fù)合電解液體系對(duì)微弧氧化膜層摩擦學(xué)性能的影響
        3.6.1 微弧氧化膜層的硬度
        3.6.2 微弧氧化膜層的摩擦系數(shù)
        3.6.3 微弧氧化膜層的磨痕形貌與磨損率
    3.7 本章小結(jié)
第4章 微弧氧化工藝參數(shù)優(yōu)化與膜層耐磨性評(píng)價(jià)
    4.1 微弧氧化工藝參數(shù)的優(yōu)化
        4.1.1 膜層耐磨性影響因素的選擇
        4.1.2 正交試驗(yàn)的設(shè)計(jì)
    4.2 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析
        4.2.1 微弧氧化膜層的摩擦系數(shù)
        4.2.2 微弧氧化膜層的磨損率
        4.2.3 微弧氧化最優(yōu)工藝參數(shù)的確定
    4.3 最優(yōu)工藝參數(shù)制備的微弧氧化膜層性能評(píng)價(jià)
        4.3.1 微弧氧化膜層的表面形貌和截面形貌
        4.3.2 微弧氧化膜層的相組成
        4.3.3 微弧氧化膜層的磨痕形貌
    4.4 本章小結(jié)
第5章 微弧氧化膜層在邊界潤(rùn)滑條件下的摩擦學(xué)性能
    5.1 引言
    5.2 微弧氧化膜層的表面形貌
    5.3 潤(rùn)滑油與微弧氧化膜層的接觸角
    5.4 微弧氧化膜層的潤(rùn)滑狀態(tài)
    5.5 微弧氧化膜層在邊界潤(rùn)滑條件下的摩擦系數(shù)
        5.5.1 微弧氧化膜層與GCr15對(duì)磨球在邊界潤(rùn)滑條件下的摩擦系數(shù)
2O₃對(duì)磨球在邊界潤(rùn)滑條件下的摩擦系數(shù)">        5.5.2 微弧氧化膜層與Al₂O₃對(duì)磨球在邊界潤(rùn)滑條件下的摩擦系數(shù)
    5.6 微弧氧化膜層在邊界潤(rùn)滑條件下的磨痕形貌
        5.6.1 微弧氧化膜層與GCr15對(duì)磨球在邊界潤(rùn)滑條件下的磨痕形貌
2O₃對(duì)磨球在邊界潤(rùn)滑條件下的磨痕形貌">        5.6.2 微弧氧化膜層與Al₂O₃對(duì)磨球在邊界潤(rùn)滑條件下的磨痕形貌
    5.7 微弧氧化膜層在邊界潤(rùn)滑條件下的摩擦示意圖
    5.8 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]TC4鈦合金基體無(wú)氰鍍銅工藝及鍍銅層的性能[J]. 尚長(zhǎng)沛,張松泓,張家瑞.  電鍍與環(huán)保. 2019(04)
[2]硅酸鈉濃度對(duì)Ti3Al基合金微弧氧化層生長(zhǎng)及其摩擦磨損性能的影響[J]. 賈文婷,王文波,田林海,王曉云,常勇強(qiáng),張偉檣,聶勇.  表面技術(shù). 2019(07)
[3]微弧氧化膜封孔技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 劉朋,劉群峰,黃德群,顧珩,劉志聃.  表面技術(shù). 2019(07)
[4]鋁酸鹽溶液對(duì)TiAl合金微弧氧化膜生長(zhǎng)和膜層特性的影響[J]. 李夕金,薛文斌.  表面技術(shù). 2019(07)
[5]鈦合金表面高硬度微弧氧化膜的制備和耐磨性研究[J]. 齊玉明,彭振軍,劉百幸,梁軍,王鵬.  表面技術(shù). 2019(07)
[6]微弧氧化時(shí)間對(duì)TA15合金陶瓷膜表面形貌和性能的影響[J]. 王先,于思榮,趙嚴(yán),張鵬,劉恩洋,熊偉.  材料導(dǎo)報(bào). 2019(12)
[7]磷酸鹽對(duì)鈦合金MAO陶瓷涂層抗高溫氧化性能的影響[J]. 李學(xué)偉,朱志眾,田宏,張上上.  黑龍江科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(02)
[8]滲硼劑粒徑對(duì)鈦合金滲硼層組織和性能的影響[J]. 衣曉紅,李鳳華,袁建鵬,王玉,劉安強(qiáng).  熱噴涂技術(shù). 2018(04)
[9]TC4合金微弧氧化膜的摩擦磨損性能及其失效機(jī)理研究[J]. 劉百幸,彭振軍,梁軍.  摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2019(01)
[10]金屬微弧氧化功能陶瓷涂層設(shè)計(jì)制備與使役性能研究進(jìn)展[J]. 王亞明,鄒永純,王樹(shù)棋,陳國(guó)梁,歐陽(yáng)家虎,魏大慶,賈德昌,周玉.  中國(guó)表面工程. 2018(04)

博士論文
[1]Ti6Al4V合金微弧氧化涂層的形成機(jī)制與摩擦學(xué)行為[D]. 王亞明.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006

碩士論文
[1]基于配方試驗(yàn)研究電解液對(duì)微弧氧化膜層微觀結(jié)構(gòu)和性能的影響[D]. 張青菊.蘭州理工大學(xué) 2019
[2]鋯鹽體系A(chǔ)Z91D鎂合金微弧氧化制備自封閉膜層研究[D]. 任朋軍.長(zhǎng)安大學(xué) 2015
[3]不同電源模式下的鎂合金微弧氧化工藝研究[D]. 彭飛.蘭州理工大學(xué) 2012
[4]ZK60鎂合金微弧氧化復(fù)合電解液工藝及膜層組織和性能研究[D]. 王澤鑫.江蘇科技大學(xué) 2011
[5]TC4鈦合金微弧氧化膜層的摩擦性能研究[D]. 寧錚.南昌航空大學(xué) 2010
[6]鈦合金微弧氧化表面改性耐磨性研究[D]. 賈鎖杰.西安建筑科技大學(xué) 2007
[7]鋁合金微弧氧化工藝研究與機(jī)理分析[D]. 劉榮明.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3161780