發(fā)布時間：2017-04-16 21:10

  本文關(guān)鍵詞：發(fā)光自敏復(fù)合涂層的制備及性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鎳基復(fù)合涂層作為提高工件表面耐摩擦耐腐蝕性質(zhì)的重要手段,被廣泛應(yīng)用在高磨損、腐蝕等工業(yè)環(huán)境中。稀土發(fā)光材料作為高亮度的發(fā)光材料已廣泛應(yīng)用于涂層材料領(lǐng)域,如:建筑裝飾、警示標(biāo)志、人造景觀等。發(fā)光復(fù)合涂層作為一種新型的指示性涂層,利用發(fā)光材料優(yōu)異的指示功能和金屬涂層優(yōu)異的耐磨耐腐蝕性能來實(shí)現(xiàn)對工件表面工作狀態(tài)在線監(jiān)測,而鎳基發(fā)光復(fù)合涂層近幾年已應(yīng)用在耐磨損在線檢測領(lǐng)域。本文通過電化學(xué)沉積法在瓦特光亮鍍鎳浴中成功的將三基色無機(jī)熒光顆粒:BaMgAl_(11)O_(17):Eu~(2+)(藍(lán)粉),Y_2O_3:Eu~(3+)(紅粉),CeMgAl_(11)O_(19):Tb~(3+)(綠粉)與金屬鎳共沉積在基體表面制備出具有三基色指示功能的自敏復(fù)合涂層。利用熒光粒子優(yōu)異的發(fā)光指示性能,在涂層局部部位受到磨損和腐蝕后,暴露基體,磨損腐蝕發(fā)光部位衰減或消失,便可確定涂層受損部位,并采取有效措施保護(hù)基體工件,到達(dá)檢測涂層在工作周期內(nèi)完整性的作用。研究在不同熒光粒子添加濃度下和不同表面活性劑CTAB,PEG濃度下涂層的組織形貌結(jié)構(gòu),潤濕性,沉積率,硬度,發(fā)光性能及自敏性能,摩擦磨損性能,耐腐蝕性能。采用X射線衍射(XRD),掃描電鏡(SEM),熒光顯微鏡(FMM),熒光發(fā)射光譜,電化學(xué)極化腐蝕和阻抗(EIS)和涂層干摩擦等手段進(jìn)行檢測,結(jié)果表明陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)與非離子表面活性劑聚乙二醇(PEG)能有效提高三基色熒光粒子沉積率,使涂層沉積率穩(wěn)定在35~75%之間;三基色熒光粒子在與Ni沉積對涂層結(jié)構(gòu)起到不同的作用,Y_2O_3:Eu~(3+)熒光粒子改變了涂層結(jié)晶取向且使涂層晶粒細(xì)化;CeMgAL_(11)O_(19):Tb~(3+)和Y_2O_3:Eu~(3+)使涂層硬度顯著提高,BaMgAl_(11)O_(17):Eu~(2+)使涂層形貌呈現(xiàn)節(jié)瘤狀;熒光粒子在復(fù)合涂層有發(fā)光猝滅效應(yīng),屬于熒光粒子與金屬Ni相的接觸性猝滅,認(rèn)為鎳原子提供了陷阱能級,電子將從功函數(shù)低的熒光粒子一邊轉(zhuǎn)移到功函數(shù)高的金屬Ni中而出現(xiàn)接觸性猝滅;通過比較腐蝕前后三基色熒光粒子發(fā)光強(qiáng)度的減弱和涂層磨損部位發(fā)光消失的機(jī)制能有效的指示出涂層工作周期內(nèi)的完整性,從而起到良好的自敏檢測作用;干摩擦實(shí)驗(yàn)表明CeMgAL_(11)O_(19):Tb~(3+)和Y_2O_3:Eu~(3+)粒子的黏著磨損能起到涂層在摩擦磨損時的減磨作用,降低涂層摩擦系數(shù)和磨損量;極化與阻抗實(shí)驗(yàn)顯示發(fā)光涂層在NaCl(3.5%)溶液中比傳統(tǒng)的Ni涂層具有較強(qiáng)的耐腐蝕性能,極化阻值提高到400~500(KΩ·cm~(-2))。其中Y_2O_3:Eu~(3+)顆粒能有效地提高涂層耐腐蝕性能。
【關(guān)鍵詞】：熒光顆粒 電化學(xué)沉積 沉積率 自敏檢測 復(fù)合涂層 猝滅 摩擦性能 耐腐蝕性能
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第一章 緒論10-23
• 1.1 發(fā)光復(fù)合涂層的研究現(xiàn)狀10-13
• 1.1.1 發(fā)光材料的介紹10-11
• 1.1.2 發(fā)光復(fù)合涂層的簡介11-12
• 1.1.3 發(fā)光復(fù)合涂層的應(yīng)用12-13
• 1.2 復(fù)合涂層制備技術(shù)13-20
• 1.2.1 PVD（物理氣相沉積）13
• 1.2.2 CVD（化學(xué)氣相沉積法）13-14
• 1.2.3 等離子噴涂14
• 1.2.4 冷噴涂14
• 1.2.5 超音速火焰噴涂14
• 1.2.6 化學(xué)鍍14-15
• 1.2.7 電沉積復(fù)合涂層技術(shù)簡介15-20
• 1.3 電化學(xué)沉積法制備復(fù)合涂層研究現(xiàn)狀20-22
• 1.4 本論文的研究目的和研究內(nèi)容22-23
• 第二章 發(fā)光自敏復(fù)合涂層的制備及實(shí)驗(yàn)方法23-30
• 2.1 實(shí)驗(yàn)方案23-24
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法24-27
• 2.2.1 基體材料的準(zhǔn)備及預(yù)處理24-25
• 2.2.2 熒光材料25
• 2.2.3 鍍層制備25-26
• 2.2.4 電沉積實(shí)驗(yàn)裝置26-27
• 2.3 性能測試實(shí)驗(yàn)27-30
• 2.3.1 X射線衍射分析（XRD）27-28
• 2.3.2 掃描電鏡分析（SEM）28
• 2.3.3 熒光性能測試28
• 2.3.4 熒光顯微鏡分析28-29
• 2.3.5 摩擦磨損實(shí)驗(yàn)29
• 2.3.6 涂層硬度測試29
• 2.3.7 涂層電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)29-30
• 第三章 發(fā)光自敏復(fù)合涂層的組織結(jié)構(gòu)及其沉積性能30-41
• 3.1 引言30
• 3.2 試樣制備30-31
• 3.3 結(jié)果與討論31-39
• 3.3.1 涂層最佳電流密度的確定31
• 3.3.2 三基色熒光粒子添加濃度對沉積率的影響31-32
• 3.3.3 熒光粒子粒度對沉積率的影響32
• 3.3.4 表面活性劑對熒光粒子沉積率的影響32-33
• 3.3.5 三基色熒光粒子對涂層組織結(jié)構(gòu)的影響33-37
• 3.3.6 熒光粒子對涂層硬度的影響37-39
• 3.3.7 熒光粒子對涂層粗糙度的影響39
• 3.4 本章小結(jié)39-41
• 第四章 發(fā)光自敏復(fù)合涂層的發(fā)光性能41-47
• 4.1 引言41
• 4.2 實(shí)驗(yàn)41
• 4.3 結(jié)果與討論41-46
• 4.3.1 不同熒光粒子添加量對涂層發(fā)光形貌的影響41-43
• 4.3.2 三基色熒光粒子添加濃度對在涂層發(fā)光強(qiáng)度的影響43
• 4.3.3 表面活性劑對涂層發(fā)光強(qiáng)度的影響43
• 4.3.4 發(fā)光自敏復(fù)合涂層的發(fā)光指示性能43-45
• 4.3.5 發(fā)光自敏復(fù)合涂層的發(fā)光猝滅機(jī)制45-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 第五章 發(fā)光自敏復(fù)合涂層的摩擦磨損及耐腐蝕性能47-54
• 5.1 熒光粒子對發(fā)光自敏復(fù)合涂層的摩擦系數(shù)的影響47
• 5.2 熒光粒子對發(fā)光自敏復(fù)合涂層磨損量的影響47-48
• 5.3 熒光粒子對發(fā)光復(fù)合自敏涂層摩擦形貌的影響48-50
• 5.4 發(fā)光自敏復(fù)合涂層的腐蝕行為50-53
• 5.5 本章小結(jié)53-54
• 結(jié)論54-55
• 參考文獻(xiàn)55-61
• 致謝61-62
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄62

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