低压铸造法制备铅—钢层状复合材料的技术与性能研究
发布时间：2023-04-09 17:34
铅-钢层状复合材料具有强度高、质量轻、耐腐蚀、导电性能良好以及电化学性能优异等特点,在电化学工业、核屏蔽等领域具有巨大的应用价值和开发前景。然而Pb及Fe存在热力学非互溶性的问题,因此本文在前期课题组研究基础上采用铅锡合金作为媒介金属来改善Pb和Fe的非互溶性问题。本文利用界面能量补偿原理,在铅及钢之间引入过渡介质铅锡合金来降低Pb、Fe之间的结合自由能,即通过过渡介质铅锡合金与Pb、Fe之间的两两互溶性来解决Pb、Fe之间的两两难溶性的问题。采用液相与固相界面之间的表面张力Y-G-G方程对过渡介质与钢板之间的表面润湿性进行计算。利用热浸镀的方法制备镀有过渡介质铅锡合金的钢板,之后将镀媒介合金钢板放入铸型中采用低压铸造复合法使铅液进入铸型使二者复合,最终得到了铅-钢层状复合材料。本文借助扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等分析方法对铅-钢层状复合材料界面的微观组织与形貌、元素的浓度分布进行了观察及测试；借助X射线衍射(XRD)测试了铅-钢层状复合材料的界面生成物相,对铅/钢低压铸造复合界面的形成机理进行了分析研究；并利用四电子探针法、材料强度试验机以及电化学工作站等一系列分析方法,...
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 铅-钢系复合材料的研究进展
1.2.1 铅-铁功能薄膜材料
1.2.2 铅-钢复合材料
1.3 铅-钢层状复合材料的制备方法
1.3.1 热压扩散复合法
1.3.2 爆炸复合法
1.3.3 轧制复合法
1.3.4 铸造复合法
1.3.4.1 砂型铸造
1.3.4.2 压力铸造
1.3.4.3 消失模铸造
1.3.4.4 低压铸造
1.3.4.5 差压铸造
1.3.4.6 挤压铸造
1.3.4.7 真空吸铸
1.4 低压铸造法铸造工艺
1.4.1 低压铸造法充型工艺
1.4.2 低压铸造工艺参数的选择
1.5 本课题提出背景及研究工作
1.5.1 课题来源
1.5.2 铅-钢低压铸造复合工艺思想的提出
1.5.3 本课题的研究思路与技术思想
1.6 本章小结
第二章 实验器材与方案
2.1 实验器材与实验材料
2.1.1 实验材料
2.1.2 实验设备及仪器
2.2 实验方案与技术路线
2.2.1 钢板热浸镀媒介金属
2.2.2 铅-钢层状复合材料制备工艺方案
2.2.3 技术路线
2.3 铅-钢层状复合材料的制备
2.3.1 热浸镀媒介金属钢板的制备
2.3.2 铅-钢层状复合材料的制备
2.4 铅-钢复合材料界面组织形貌观察
2.4.1 铅-钢层状复合材料界面形貌以及元素分布
2.4.2 铅-钢复合材料界面区域物相组成
2.5 铅-钢层状复合材料物性能及电化学性能测试
2.5.1 铅-钢层状复合材料界面电阻率
2.5.2 铅-钢层状复合材料的电化学性能
2.5.3 铅-钢层状复合材料耐腐蚀性能测试
2.5.4 铅-钢复合材料拉伸剪切测试
2.6 本章小结
第三章 过渡介质铅锡合金与钢板基体润湿机理
3.1 Pb-60%Sn过渡介质润湿性与厚度控制
3.1.1 Pb-60%Sn过渡介质与钢板表面的润湿性
3.1.2 热浸镀层厚度的调控
3.1.3 镀层与钢板基体界面物相及动力学生长过程
3.2 本章小结
第四章 铅-钢层状复合材料界面形成机理研究
4.1 铅-钢层状复合材料界面区形貌及成分分析
4.1.1 充型温度对铅-钢层状复合材料界面形貌的影响
4.1.2 充型温度对铅-钢复合材料界面区成分的影响
4.1.3 铸型温度对铅-钢层状复合材料界面形貌的影响
4.1.4 铸型温度对铅-钢层状复合材料界面区成分的影响
4.2 铅-钢复合界面区物相分析
4.3 铅-钢界面扩散机理
4.4 本章小结
第五章 铅-钢层状复合材料电化学及物理性能测试
5.1 铅-钢层状复合材料导电性能测试及分析
5.2 铅-钢复合材料的拉伸剪切测试
5.3 铅-钢层状复合材料电化学性能测试
5.4 铅-钢复合材料腐蚀速率的研究
5.5 铅-钢复合板工业化批量生产
5.6 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 本文结论
6.2 存在问题与展望
致谢
参考文献
附录 攻读硕士学位期间发表论文及科研和获奖情况
附录A 攻读硕士学位期间发表的论文及专利
附录B 攻读硕士学位期间所参加的科研项目和获奖情况
本文编号：3787444
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【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 铅-钢系复合材料的研究进展
1.2.1 铅-铁功能薄膜材料
1.2.2 铅-钢复合材料
1.3 铅-钢层状复合材料的制备方法
1.3.1 热压扩散复合法
1.3.2 爆炸复合法
1.3.3 轧制复合法
1.3.4 铸造复合法
1.3.4.1 砂型铸造
1.3.4.2 压力铸造
1.3.4.3 消失模铸造
1.3.4.4 低压铸造
1.3.4.5 差压铸造
1.3.4.6 挤压铸造
1.3.4.7 真空吸铸
1.4 低压铸造法铸造工艺
1.4.1 低压铸造法充型工艺
1.4.2 低压铸造工艺参数的选择
1.5 本课题提出背景及研究工作
1.5.1 课题来源
1.5.2 铅-钢低压铸造复合工艺思想的提出
1.5.3 本课题的研究思路与技术思想
1.6 本章小结
第二章 实验器材与方案
2.1 实验器材与实验材料
2.1.1 实验材料
2.1.2 实验设备及仪器
2.2 实验方案与技术路线
2.2.1 钢板热浸镀媒介金属
2.2.2 铅-钢层状复合材料制备工艺方案
2.2.3 技术路线
2.3 铅-钢层状复合材料的制备
2.3.1 热浸镀媒介金属钢板的制备
2.3.2 铅-钢层状复合材料的制备
2.4 铅-钢复合材料界面组织形貌观察
2.4.1 铅-钢层状复合材料界面形貌以及元素分布
2.4.2 铅-钢复合材料界面区域物相组成
2.5 铅-钢层状复合材料物性能及电化学性能测试
2.5.1 铅-钢层状复合材料界面电阻率
2.5.2 铅-钢层状复合材料的电化学性能
2.5.3 铅-钢层状复合材料耐腐蚀性能测试
2.5.4 铅-钢复合材料拉伸剪切测试
2.6 本章小结
第三章 过渡介质铅锡合金与钢板基体润湿机理
3.1 Pb-60%Sn过渡介质润湿性与厚度控制
3.1.1 Pb-60%Sn过渡介质与钢板表面的润湿性
3.1.2 热浸镀层厚度的调控
3.1.3 镀层与钢板基体界面物相及动力学生长过程
3.2 本章小结
第四章 铅-钢层状复合材料界面形成机理研究
4.1 铅-钢层状复合材料界面区形貌及成分分析
4.1.1 充型温度对铅-钢层状复合材料界面形貌的影响
4.1.2 充型温度对铅-钢复合材料界面区成分的影响
4.1.3 铸型温度对铅-钢层状复合材料界面形貌的影响
4.1.4 铸型温度对铅-钢层状复合材料界面区成分的影响
4.2 铅-钢复合界面区物相分析
4.3 铅-钢界面扩散机理
4.4 本章小结
第五章 铅-钢层状复合材料电化学及物理性能测试
5.1 铅-钢层状复合材料导电性能测试及分析
5.2 铅-钢复合材料的拉伸剪切测试
5.3 铅-钢层状复合材料电化学性能测试
5.4 铅-钢复合材料腐蚀速率的研究
5.5 铅-钢复合板工业化批量生产
5.6 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 本文结论
6.2 存在问题与展望
致谢
参考文献
附录 攻读硕士学位期间发表论文及科研和获奖情况
附录A 攻读硕士学位期间发表的论文及专利
附录B 攻读硕士学位期间所参加的科研项目和获奖情况
本文编号：3787444
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