海洋工程用钛TA2表面Ag/TiO 2 梯度复合薄膜的制备及其摩擦磨损性能研究

发布时间：2023-03-02 17:58

　　Ti具有低密度、高比强度、优异的抗腐蚀性、无磁性、加工性好等特点,是目前首选的舰船结构材料之一,但Ti材料耐磨性较差、易擦伤及粘附限制了其推广应用。随着海洋工程对船用钛及钛合金性能要求的逐步提高,单一的改性方法已经无法满足需求,制备含有纳米结构的复合薄膜成为Ti材料表面改性的主要发展趋势。本文通过表面机械研磨处理、Ti与Ag共溅射、热氧化相结合在Ti表面构建Ag/TiO₂梯度复合薄膜,并对其界面结构及摩擦磨损性能进行了研究。本实验通过表面机械研磨处理(Surface Mechanical Attrition Treatment,SMAT)在工业纯钛TA2表面制备了超细晶层,平均晶粒尺寸为122.44 nm,晶粒的细化由位错的滑移与孪晶的交割共同实现,经过表面机械研磨处理后样品形成了晶粒尺寸沿厚度方向逐渐增大的梯度结构。对表面纳米化后的TA2样品进行真空退火研究其热稳定性,结果表明SMAT TA2在450℃及以下具有良好的热稳定性,500℃及以上退火时发生了明显的晶粒长大。本实验通过磁控共溅射分别在粗晶TA2及SMAT TA2基底上沉积Ti-Ag薄膜,薄膜均匀性致密...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 钛及钛合金在海洋工程中的应用
    1.2 钛及钛合金的表面改性方法
        1.2.1 表面纳米化
        1.2.2 激光表面改性
        1.2.3 离子注入
        1.2.4 微弧氧化
        1.2.5 物理气相沉积
        1.2.6 化学气相沉积
        1.2.7 双层辉光等离子技术
        1.2.8 溶胶凝胶法
        1.2.9 热氧化
        1.2.10 发展趋势
    1.3 贵金属在船用钛及钛合金表面改性中的应用
    1.4 课题研究思路、主要研究内容及研究意义
第二章 实验材料与实验方法
    2.1 实验材料与预处理
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 预处理
    2.2 表面纳米化
    2.3 TA2表层纳米晶热稳定性研究
    2.4 磁控共溅射镀膜
    2.5 热氧化
    2.6 摩擦磨损试验
    2.7 分析测试
第三章 Ag/TiO2梯度复合薄膜的结构表征
    3.1 表面纳米化
        3.1.1 微观结构
        3.1.2 热稳定性
    3.2 磁控溅射
        3.2.1 溅射功率及气压的确定
        3.2.2 溅射时间的确定
        3.2.3 成分分析
        3.2.4 结构分析
    3.3 热氧化
        3.3.1 宏观形貌
        3.3.2 成分分析
        3.3.3 结构分析
    3.4 本章小结
第四章 Ag/TiO₂梯度复合薄膜的摩擦磨损性能
    4.1 磨痕形貌
    4.2 摩擦系数
    4.3 磨损体积
    4.4 本章小结
第五章 结论
第六章 总结与展望
参考文献
硕士期间科研成果
致谢



本文编号：3752365