铜表面抗高温耐磨材料的制备

发布时间：2023-03-14 18:31

　　铜及铜合金具有优异的机械、物理等性能,己成为现代工业的重要材料。但在机械工程使用时的摩擦磨损成为影响寿命主要因素。采用熔盐电沉积法在铜表面制备Cu-Si耐磨材料,增强其耐磨损性能,研究了工艺条件对耐磨材料的组织结构及性能的影响,主要研究结果如下: 采用熔盐电沉积可以获得致密、均匀的沉积层,硅含量随深度变化缓慢。脉冲沉积效果优于直流沉积;电流密度大,结晶细致;温度过低或过高都不利于获得较好的沉积层;延长时间,有利于电沉积硅,但出现缺陷的机率会相应增加。 对沉积层的金相腐蚀剂进行了选择,发现HCl 10 mL + HNO₃ 10 mL腐蚀剂能很好的腐蚀沉积层。沉积层晶粒是由块状晶逐渐过渡到等轴晶加少量柱状晶;硅与铜形成了铜硅化合物,主要物相是Cu_6.69Si、Cu₉Si,{111}晶面织构显著增强。 沉积层与基体通过互扩散结合和外延生长结合的综合作用紧密结合在一起,材料具有优异的结合性能。电沉积对热膨胀性能影响不大;对材料的显微硬度,耐磨性的影响与对沉积层物理形态的影响一样,良好沉积层其显微硬度及耐磨性也较好;经过沉积之后,...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
引言
1 文献综述
    1.1 Cu、Si 及 Cu-Si 合金的性能
    1.2 铜基复合材料的研究和应用现状
    1.3 功能梯度材料制备方法
    1.4 熔盐电沉积硅的研究现状
2 铜表面耐磨材料的制备
    2.1 实验准备
        2.1.1 FCLNAKSIO 熔盐体系的制备
        2.1.2 实验仪器及设备
        2.1.3 试验方案设计
    2.2 试样制备
        2.2.1 电极的制备
        2.2.2 试样制备过程
    2.3 试样初步分析
3 铜表面耐磨材料显微组织结构的研究
    3.1 铜表面耐磨材料表面形貌、表面成分及厚度的研究
        3.1.1 给电方式对沉积层的影响
        3.1.2 电沉积条件对沉积层的影响
    3.2 铜表面耐磨材料金相组织的研究
        3.2.1 金相试样的制备
        3.2.2 腐蚀剂的选择
        3.2.3 电沉积条件对试样金相组织的影响
    3.3 XRD
        3.3.1 XRD 原理
        3.3.2 实验结果及分析
    3.4 织构
        3.4.1 织构测试原理及过程
        3.4.2 实验结果及分析
    3.5 本章小结
4 铜表面耐磨材料力学性能的研究
    4.1 显微硬度
        4.1.1 显微硬度实验方法
        4.1.2 实验结果及分析
    4.2 结合力强度
        4.2.1 弯曲法
        4.2.2 压痕法
        4.2.3 锉刀法
        4.2.4 划痕法
        4.2.5 热震法
    4.3 热膨胀
        4.3.1 线膨胀试验原理
        4.3.2 线膨胀试验过程
        4.3.3 实验结果及分析
    4.4 本章小结
5 铜表面耐磨材料耐磨性能的研究
    5.1 实验原理
    5.2 试验设备及方法
    5.3 实验结果及分析
        5.3.1 电流密度对试样失重的影响
        5.3.2 电沉积温度对试样失重的影响
        5.3.3 电沉积时间对试样失重的影响
        5.3.4 正反时间比对试样失重的影响
        5.3.5 各种电沉积下试样表面硅含量及显微硬度与失重的关系
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
导师简介
作者简介
学位论文数据集



本文编号：3762524