發(fā)布時間：2021-06-05 17:49

　　鋁合金由于密度低、比強(qiáng)度高,可加工性好等特點(diǎn),在航空領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用。但是鋁合金構(gòu)件在服役過程中,可能會因異物/碎片的沖擊或反復(fù)拋光而出現(xiàn)侵蝕、劃傷和裂紋等形式的損傷,因此,在不改變或影響底層母材的情況下,有必要對受損的區(qū)域進(jìn)行修復(fù),以恢復(fù)其原始光潔度和防腐能力。冷噴涂技術(shù)由于在較低的工作溫度進(jìn)行,噴涂過程中,材料不發(fā)生熔化、涂層材料基本保留了粉末的組織結(jié)構(gòu)和性質(zhì),在鋁合金構(gòu)件修復(fù)中具有非常大的優(yōu)勢。當(dāng)前,如何利用低壓冷噴涂技術(shù)制備致密度高、力學(xué)性能和耐蝕性俱佳的鋁基合金涂層研究還較少,缺乏深入細(xì)致的研究,無法為后續(xù)涂層的工業(yè)應(yīng)用提供重要的參考。本文利用低壓冷噴涂設(shè)備在AA 2024-T3基體上分別制備了 2024-A12O3復(fù)合涂層,粉末退火預(yù)處理的2024涂層以及含不同合金元素的鋁基涂層,通過力學(xué)和腐蝕電化學(xué)測試,研究了氧化鋁含量、原料粉末的硬度、合金元素種類對鋁基涂層的沉積效率、力學(xué)和腐蝕性能以及涂層的腐蝕失效機(jī)理等方面的影響。主要研究結(jié)果如下:在氧化鋁添加量對復(fù)合涂層的性能研究方面發(fā)現(xiàn):20 wt.%Al2O3添加量的復(fù)合涂層結(jié)構(gòu)致密,孔隙率僅有0.55%,結(jié)合強(qiáng)度可達(dá)5... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１冷噴涂和熱噴涂的粒子速度、載氣溫度以及基體溫度的對比［２］??

?低壓冷噴涂航空鋁合金涂層的微觀組織、力學(xué)性能和腐蝕行為研究???１．２冷噴涂技術(shù)原理??根據(jù)壓縮氣體的壓力大小，冷噴涂技術(shù)通常可分為低壓冷噴涂（０．６－１．０ＭＰａ）??和高壓冷噴涂（１．０－３．５?ＭＰａ）兩種。總的來說，這兩種噴涂方法各有特點(diǎn)，各??有利弊。雖然國際上很多研究單位開發(fā)了不同的冷噴涂系統(tǒng)，但如前所述，冷噴??涂技術(shù)是科學(xué)家們在研究超音速氣－固雙相流時發(fā)現(xiàn)的，因此，各種冷噴涂系統(tǒng)??的核心都是高速氣－固雙向流的發(fā)生裝置。圖１．２所示為兩種噴涂方法流程示意??圖。雖然其結(jié)構(gòu)不盡相同，但兩種系統(tǒng)均包括了以下部件：氣體加熱器、送粉器??和噴槍。??混合腔嚴(yán)涂層??１?１??！?噴嘴?，??（ｌ．〇＾５ＭＰａ）?ＡｎＡＡｎ?糾??＾剛］麗??纖器??粉末??分流篩丁??低壓氣源加觸?＼?涂層ｒ??劍??ｍ〇?混合Ｅ?Ｌａｖａｌ噴嘴?／??＜ｂ）?基體??圖１．２高壓冷噴涂（ａ）和低壓冷噴涂（ｂ）示意圖??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍｓ?ｏｆ?ｈｉｇｈ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｃｏｌｄ?ｓｐｒａｙｉｎｇ?（ａ）?ａｎｄ?ｌｏｗ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｃｏｌｄ??ｓｐｒａｙｉｎｇ?（ｂ）??２??

中，只有粒子速度超過臨界沉積速度，原材料顆粒才能有效沉積［１８，１９］。??其中，冷噴涂沉積物的形成主要包括兩個階段。第一個階段是原料顆粒在基體上??的沉積，這期間發(fā)生原料顆粒和基體的結(jié)合。第二階段則是原料顆粒在沉積層的??表面的沉積，而這主要出現(xiàn)的是原料粒子之間的結(jié)合。每種結(jié)合方式，也就是顆??粒一基體和顆粒－顆粒，都存在各自對應(yīng)的臨界沉積速度。而粒子的速度需要同時??滿足這兩種要求才能成功的沉積。但是，如果基體和原料是同一種材料，那么我??們可以認(rèn)為這兩個階段的臨界速度是相同的。圖１．３所示為直徑４５?的鋁顆粒??分別以不同速度撞擊鋁基材的原位觀測圖�？梢钥闯鲋挥兴俣瘸^了臨界速度，??鋁顆粒才能夠沉積到基體上［２（）］。臨界速度通常不是一個常數(shù)，它受材料的種類、??顆粒尺寸、顆粒溫度等因素影響。較大的顆粒尺寸和較高的顆粒溫度有助于降低??臨界速度［２（ｍ１。??（ａ）?＋２０?ｎｓ?＋２０?ｎｓ?＋２０?ｎｓ?＋?２０?ｎｓ?＋?２０?ｎｓ?＋?１００?ｎｓ?＋?１００?ｎｓ?＋?１５０?ｎｓ?＋?１５０?ｎｓ?＋?１０?ｓ??（ｂ）?＋１０?ｎｓ?＋１０?ｎｓ?＋１０?ｎｓ?＋１０?ｎｓ?＋１０?ｎｓ?＋１０?ｎｓ?＋１０?ｎｓ?＋１０?ｎｓ?＋１００?ｎｓ?＋?１０?ｓ??￥?Ｕ?？?？?１?▲?一?一?，?一?＾??ＨＩ??圖１．３原位觀察直徑４５的鋁顆粒分別以（ａ）?６０５?ｍ／ｓ和（ｂ）?８０５?ｍ／ｓ的速度與鋁基體??碰撞的過程。臨界速度介于６０５和８０５?ｍ／ｓ之間［２Ｇ］??Ｆｉｇ．?１．３?Ｉｎ－ｓｉｔｕ?ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ?ｏｆ?ａ?４５?｜ｉｍ?ａｌｕｍｉｎｉｕｍ?ｐａ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Electrochemical corrosion behavior of 2A02 Al alloy under an accelerated simulation marine atmospheric environment[J]. Min Cao,Li Liu,Zhongfen Yu,Lei Fan,Ying Li,Fuhui Wang.  Journal of Materials Science & Technology. 2019(04)
[2]鈍性納米金屬材料的電化學(xué)腐蝕行為研究:鈍化膜生長和局部點(diǎn)蝕行為[J]. 劉莉,李瑛,王福會.  金屬學(xué)報. 2014(02)



本文編號：3212623