本文關(guān)鍵詞：不同粒度Al粉對純鈦復(fù)合微弧氧化膜結(jié)構(gòu)、力學性能和抗氧化性能的影響

  更多相關(guān)文章： 不同粒度Al粉 復(fù)合微弧氧化 微觀結(jié)構(gòu) 力學性能 抗氧化性能

【摘要】：本文通過向電解液(Na2SiO3 6g/L,NaOH 0.5g/L,(NaPO3)6 5g/L)中添加不同粒度的Al粉制備出純鈦復(fù)合微弧氧化膜層,通過掃描電鏡(SEM)、能譜儀(EDS)、X射線衍射儀(XRD)、顯微硬度計、電子天平,對純鈦復(fù)合微弧氧化膜層磨損前后的微觀結(jié)構(gòu)、組成成分、磨損失重以及高溫氧化前后的微觀結(jié)構(gòu)、組成成分、氧化增重、膜層硬度,進行觀察和分析。研究不同粒度Al粉對純鈦復(fù)合微弧氧化膜微觀結(jié)構(gòu),膜層硬度,耐磨性能,高溫抗氧化性能的影響。主要的工藝和實驗條件如下,在固定工藝參數(shù)電流密度4.2A/dm2,電解液為Na2SiO3 6g/L,NaOH 0.5g/L,(NaPO3)6 5g/L的條件下,在分別添加納米Al粉、微米Al粉、200目Al粉的電解液中制備純鈦復(fù)合微弧氧化膜層,三種Al粉尺寸分別是50nm、10μm、74μm。在載荷3.1N,對磨時間20min的條件下使用磨損試驗機分別對膜層進行摩擦磨損試驗;在溫度750oC,氧化時間100h的條件下使用高溫氧化爐對膜層進行高溫抗氧化試驗。研究結(jié)果表明:(1)隨著電解液中納米Al粉含量從0g/L增加到5g/L,微弧氧化終止電壓從448V增加到528V,微弧氧化膜層表面的微孔減少,致密性提高,厚度也越大,氧化膜的硬度從811HV升高到1368HV。摩擦磨損系數(shù)減小,摩擦系數(shù)從0.6減小至0.38,其中當納米Al粉含量為5g/L時摩擦系數(shù)最小;高溫氧化增重大幅度減小,從2.8mg/cm2減小至0.2mg/cm2,表面形貌沒有發(fā)生很大的改變。(2)隨著電解液中添加微米Al粉含量從0g/L增加到5g/L,微弧氧化終止電壓從448V增加到472V,膜層表面有較多的微凸體,使表面粗糙度增大。膜層厚度增大,膜內(nèi)存在較多孔洞,氧化膜硬度從811HV增大到920HV。當微米Al粉含量為1g/L時,摩擦系數(shù)最小,由0.6減小至0.5,當Al粉含量較高時,磨損表面有較明顯的裂紋及斷裂片,磨損質(zhì)量整體呈增大趨勢,Al粉含量為5g/L時,磨損質(zhì)量由1.0mg增大至1.4mg。當微米Al粉含量為1g/L時,高溫氧化增重從2.8mg/cm2減小至2.3mg/cm2,氧化增重變化不大,繼續(xù)增加Al粉含量,高溫氧化后膜層發(fā)生嚴重剝落,未剝落的氧化表面出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象,表現(xiàn)為有尺寸較大的氧化形貌。(3)隨著電解液中200目Al粉含量從0g/L增加到5g/L,微弧氧化終止電壓從448V增加到467V,膜層表面形成許多蘑菇狀的突起,微弧氧化膜的厚度增大但膜層疏松多孔。隨著Al粉含量的增加膜層硬度先增大后減小,200目Al粉含量為3g/L時膜層硬度值最大,為1067HV。低含量的Al粉的添加使微弧氧化膜摩擦磨損系數(shù)減小,含量高的摩擦系數(shù)增大,當200目Al粉含量為1g/L時,摩擦系數(shù)由0.6減小至0.5左右,Al粉含量為3g/L和5g/L時,摩擦系數(shù)為0.6左右。磨損表面存在較明顯的裂紋。添加200目Al粉后磨損質(zhì)量減小,Al粉為1g/L時氧化膜磨損質(zhì)量最小,為0.6mg。Al粉含量為3g/L時高溫氧化增重最小,由2.8mg/cm2減小至1.6mg/cm2,膜層表面存在顆粒尺寸變大的氧化形貌,但未出現(xiàn)明顯剝落現(xiàn)象。
【關(guān)鍵詞】：不同粒度Al粉 復(fù)合微弧氧化 微觀結(jié)構(gòu) 力學性能 抗氧化性能
【學位授予單位】：南昌航空大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG178
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 引言9
• 1.2 鈦及鈦合金的特點及應(yīng)用現(xiàn)狀9-13
• 1.2.1 鈦及鈦合金的特點9-11
• 1.2.2 鈦及鈦合金的應(yīng)用現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 表面處理技術(shù)12-13
• 1.3 微弧氧化技術(shù)13-16
• 1.3.1 微弧氧化的原理及特點13-15
• 1.3.2 微弧氧化特點15
• 1.3.3 鈦及鈦合金的微弧氧化現(xiàn)狀15-16
• 1.4 主要研究內(nèi)容16-18
• 1.4.1 選題目的及意義16-17
• 1.4.2 課題研究的主要內(nèi)容17-18
• 第2章 實驗材料及方法18-22
• 2.1 實驗材料及設(shè)備18-19
• 2.1.1 實驗材料及要藥品18
• 2.1.2 實驗設(shè)備18-19
• 2.2 實驗方案19-22
• 2.2.1 實驗技術(shù)路線19-20
• 2.2.2 分析測試方法20-22
• 第3章 不同粒度Al改性純鈦微弧氧化膜的制備22-40
• 3.1 引言22
• 3.2 納米Al粉對純鈦微弧氧化的影響22-28
• 3.2.1 納米Al粉對氧化膜生長特性的影響23-24
• 3.2.2 納米Al粉對氧化膜形貌及成分的影響24-27
• 3.2.4 納米Al粉對氧化膜硬度的影響27-28
• 3.3 微米Al粉對純鈦微弧氧化的影響28-33
• 3.3.1 微米Al粉對氧化膜生長特性的影響28-29
• 3.3.2 微米Al粉對氧化膜形貌的影響29-32
• 3.3.3 微米Al粉對氧化膜硬度的影響32-33
• 3.4 200目Al粉對純鈦微弧氧化的影響33-38
• 3.4.1 200目Al粉對氧化膜生長特性的影響33-34
• 3.4.2 200目Al粉對氧化膜形貌的影響34-37
• 3.4.3 200目Al粉對氧化膜硬度的影響37-38
• 3.5 本章小結(jié)38-40
• 第4章 不同粒度Al對純鈦微弧氧化膜摩擦性能的影響40-53
• 4.1 引言40
• 4.2 納米Al粉對微弧氧化膜摩擦磨損性能的影響40-44
• 4.2.1 納米Al粉對氧化膜摩擦系數(shù)的影響40-41
• 4.2.2 納米Al粉對氧化膜磨損形貌的影響41-43
• 4.2.3 納米Al粉對氧化膜磨損質(zhì)量的影響43-44
• 4.3 微米Al粉對微弧氧化膜摩擦磨損性能的影響44-48
• 4.3.1 微米Al粉對氧化膜摩擦系數(shù)的影響44-45
• 4.3.2 微米Al粉對氧化膜摩擦磨損形貌的影響45-47
• 4.3.3 微米Al粉對氧化膜摩擦磨損質(zhì)量的影響47-48
• 4.4 200目Al粉對微弧氧化膜摩擦磨損性能的影響48-51
• 4.4.1 200目Al粉氧化膜摩擦系數(shù)的影響48-49
• 4.4.2 200目Al粉對氧化膜磨損形貌的影響49-50
• 4.4.3 200目Al粉對氧化膜磨損量的影響50-51
• 4.5 本章小結(jié)51-53
• 第5章 不同粒度Al對純鈦微弧氧化膜高溫抗氧化性能的影響53-68
• 5.1 引言53
• 5.2 納米Al粉對微弧氧化膜高溫抗氧化性能的影響53-58
• 5.2.1 納米Al粉對氧化膜高溫氧化動力學曲線的影響53-54
• 5.2.2 納米Al粉對氧化膜高溫氧化后形貌的影響54-56
• 5.2.3 納米Al粉對氧化膜高溫氧化后相組成的影響56-58
• 5.3 微米Al粉對微弧氧化膜高溫抗氧化性能的影響58-63
• 5.3.1 微米Al粉對氧化膜高溫氧化動力學曲線的影響58-59
• 5.3.2 微米Al粉對氧化膜高溫氧化后形貌的影響59-61
• 5.3.3 微米Al粉對氧化膜高溫氧化后相組成的影響61-63
• 5.4 200目Al粉對微弧氧化膜抗高溫氧化性能的影響63-67
• 5.4.1 200目Al粉對氧化膜高溫氧化動力學曲線的影響63-64
• 5.4.2 200目Al粉對氧化膜高溫氧化后形貌的影響64-65
• 5.4.3 200目Al粉對氧化膜高溫氧化后相組成的影響65-67
• 5.5 本章小結(jié)67-68
• 第6章 結(jié)論68-69
• 參考文獻69-73
• 致謝73-74

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黃平,徐可為,憨勇;鈦合金表面微弧氧化膜的特點及成膜分析[J];稀有金屬材料與工程;2003年04期

2 付濤;慕偉意;杜春雷;;鈦微弧氧化膜層的生長過程與孔隙結(jié)構(gòu)研究[J];鈦工業(yè)進展;2008年06期

3 麻西群;于振濤;余森;牛金龍;;醫(yī)用Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb合金微弧氧化膜的制備及性能研究[J];金屬熱處理;2009年10期

4 王蓉莉;李衛(wèi);羅健業(yè);;電參數(shù)對鋯材微弧氧化膜層厚度的影響[J];稀有金屬材料與工程;2011年06期

5 畢冬梅;龍北玉;吳漢華;王乃丹;汪劍波;唐元廣;劉文武;常鴻;;鈦合金微弧氧化膜形成過程中的特性研究[J];云南大學學報(自然科學版);2005年S3期

6 李哲奎;顧廣瑞;吳漢華;汪劍波;金曾孫;;電壓對純鈦微弧氧化膜生長特性的影響[J];延邊大學學報(自然科學版);2006年04期

7 高廣睿;李爭顯;杜繼紅;楊升紅;;鈦合金表面微弧氧化膜層磨損性能研究[J];稀有金屬快報;2007年09期

8 郭澤鴻;周磊;;鈦種植體表面微弧氧化膜的生物改性研究進展[J];口腔頜面外科雜志;2007年04期

9 陳根余;吳漢華;唐元廣;常鴻;徐銘澤;;外電阻對純鈦微弧氧化膜特性的影響[J];稀有金屬材料與工程;2010年08期

10 馬英鶴;賈文攀;王曉波;鞏春志;田修波;;三角形鋁件微弧氧化膜層不均勻之因探討[J];材料保護;2011年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 來永春;鄧志威;宋紅衛(wèi);薛文斌;陳如意;;微弧氧化膜的基本性質(zhì)及應(yīng)用[A];'99摩擦學表面工程學術(shù)會議論文集[C];1999年

2 杜建成;薛文斌;丁曉紀;;鋁合金微弧氧化膜層高溫摩擦磨損性能初探[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

3 王燕華;王佳;張際標;;硅酸鹽溶液中不同電流密度下形成微弧氧化膜的性能研究[A];2004年腐蝕電化學及測試方法學術(shù)交流會論文集[C];2004年

4 吳士軍;;丙三醇含量對鋁合金微弧氧化膜特性的影響[A];科技創(chuàng)新與經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整——第七屆內(nèi)蒙古自治區(qū)自然科學學術(shù)年會優(yōu)秀論文集[C];2012年

5 郭寶剛;周惠娣;陳建敏;;電場強度對Ti-6Al-4V微弧氧化膜微觀結(jié)構(gòu)、組成及性能的影響[A];第六屆全國表面工程學術(shù)會議暨首屆青年表面工程學術(shù)論壇論文集[C];2006年

6 黃文現(xiàn);吳昆;鄧坤坤;鄭明毅;;電參數(shù)對鎂基復(fù)合材料微弧氧化膜層的影響[A];第十五屆全國復(fù)合材料學術(shù)會議論文集（下冊）[C];2008年

7 張榮發(fā);張淑芳;賈志翔;王麗君;王義君;;8-羥基喹啉對鎂合金微弧氧化膜性能影響[A];2010年全國腐蝕電化學及測試方法學術(shù)會議摘要集[C];2010年

8 王立世;潘春旭;蔡啟舟;魏伯康;;微弧氧化膜層對壓鑄鎂合金拉伸性能的影響[A];湖北省第十屆熱處理年會論文集[C];2006年

9 郭潔;王立平;梁軍;閻逢元;;鎂合金自潤滑微弧氧化膜的制備及摩擦行為[A];第七屆全國表面工程學術(shù)會議暨第二屆表面工程青年學術(shù)論壇論文集（一）[C];2008年

10 王艷玲;惠松驍;葉文君;米緒軍;;醫(yī)用鈦合金的微弧氧化膜層組織及其磨損性能[A];第十四屆全國鈦及鈦合金學術(shù)交流會論文集（上冊）[C];2010年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 李頌;鎂合金微弧氧化膜的制備、表征及其性能研究[D];吉林大學;2007年

2 馬春香;鎂鋰合金微弧氧化膜抗腐蝕及摩擦磨損性能研究[D];哈爾濱工程大學;2012年

3 王燕華;鎂合金微弧氧化膜的形成過程及腐蝕行為研究[D];中國科學院研究生院（海洋研究所）;2005年

4 常林榮;交變方波電源制備AZ91D微弧氧化膜及其穩(wěn)定性和失效過程研究[D];浙江大學;2012年

5 呂維玲;AZ91D鎂合金微弧氧化膜制備的調(diào)控及膜層表征方法的研究[D];蘭州理工大學;2010年

6 郭惠霞;鎂合金微弧氧化膜電化學腐蝕行為及機理研究[D];蘭州理工大學;2014年

7 龍北紅;鈦及其合金微弧氧化膜的制備表征及特性研究[D];吉林大學;2006年

8 宋雨來;稀土改性AZ91鎂合金組織及腐蝕性能[D];吉林大學;2006年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 樊正國;AZ91D鎂合金微弧氧化膜層高溫氧化行為及抗熱震性研究[D];長安大學;2015年

2 孔冰;粉體復(fù)合鎂合金微弧氧化膜層的制備和性能的研究[D];沈陽理工大學;2015年

3 尤瓊雅;生物醫(yī)用Mg-Zn-Ca-Mn合金及其表面微弧氧化膜層的組織結(jié)構(gòu)與性能研究[D];山東大學;2015年

4 趙天蓋;鋁合金表面綠色微弧氧化膜層的制備工藝及組織結(jié)構(gòu)[D];山東大學;2015年

5 黃丹;硅酸鹽體系下混合添加劑對鋁合金微弧氧化膜層性能的影響[D];貴州大學;2015年

6 李彤;鎂合金及其微弧氧化膜在人體模擬環(huán)境中的腐蝕研究[D];北京化工大學;2015年

7 歐陽珂寧;稀土氧化物顆粒對AZ91D鎂合金微弧氧化膜層耐蝕性能的影響[D];北京化工大學;2015年

8 李文芳;鈦合金微弧氧化膜層摩擦學特性研究[D];北京理工大學;2015年

9 李興照;醫(yī)用鈦合金表面微弧氧化膜層制備工藝及性能的研究[D];長春工業(yè)大學;2016年

10 袁爍;不同粒度Al粉對純鈦復(fù)合微弧氧化膜結(jié)構(gòu)、力學性能和抗氧化性能的影響[D];南昌航空大學;2015年

，

本文編號：803591