熔体铝与非金属基底润湿性研究

发布时间：2017-10-20 00:27

  本文关键词：熔体铝与非金属基底润湿性研究

  更多相关文章： 铝熔体 润湿性 Zr镀层 座滴法

【摘要】：液固润湿是材料制备加工过程中的一种常见物理化学现象。本文采用座滴法测试了铝熔体与石墨、镀钛石墨、镀锆石墨、镀锆氧化铝等在真空条件下的润湿性,主要研究了钛镀层及锆镀层厚度对铝熔体与氧化铝及石墨基底润湿行为的影响,分析了镀层对润湿行为的作用机理。铝熔体与纯锆、普通氧化铝及镀锆氧化铝基底700℃的润湿性测试结果表明,沉积在氧化铝基底上的锆膜改善了基底与铝熔体的润湿性,并促进了前驱膜的形成。随着锆膜厚度由160nm增加到670nm,终态接触角逐渐降低,铺展速率逐渐增加,前驱膜逐渐变宽和增厚。由于界面相互作用而引起的表面张力梯度,会导致马兰戈尼流动,这是该润湿过程中形成该类前驱膜现象的主要原因。700℃和750℃下铝熔体与镀Zr石墨基底的润湿行为研究表明,石墨表面镀Zr能显著改善铝熔体与石墨基底的润湿性,750℃下铝熔体在580nm镀Zr石墨上在2分钟内即接近完全润湿。随着Zr镀层从170nm增加到580nm,终态接触角大幅减小,铺展速率显著增大,前驱膜显著变宽。润湿温度从700℃提高到750℃,可显著加速铺展,终态接触角也有一定程度减小。750℃与800℃下铝熔体与镀Ti石墨基底的润湿行为研究表明,石墨表面镀Ti能够明显改善铝熔体与石墨基底的润湿性,并有利于前驱膜的形成。Ti镀层厚度显著影响铝熔体与石墨基底的润湿性,随着镀层厚度从310nm增加到590nm,终态接触角从大幅减小,铺展速率明显增大。润湿温度的升高会明显提高铺展速率,降低终态接触角。
【关键词】：铝熔体 润湿性 Zr镀层 座滴法
【学位授予单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O647.5
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-25
• 1.1 润湿行为的研究进展11-13
• 1.1.1 润湿性的表征11-12
• 1.1.2 铺展动力学12-13
• 1.2 磁控溅射13-17
• 1.2.1 磁控溅射原理13-14
• 1.2.2 磁控溅射特征14-15
• 1.2.3 射频磁控溅射15-17
• 1.3 润湿行为的研究方法17-19
• 1.3.1 毛细管法17-18
• 1.3.2 垂直盘片法18-19
• 1.3.3 座滴法19
• 1.4 润湿行为的作用19-23
• 1.5 本文选题意义及主要内容23-25
• 第2章 实验方法25-30
• 2.1 实验用品25
• 2.2 实验设备25
• 2.3 实验步骤25-30
• 2.3.1 石墨片的制备25-26
• 2.3.2 氧化铝片的制备26
• 2.3.3 镀膜过程26-30
• 第3章 熔体铝与沉积Zr镀层的α-Al2O3润湿行为研究30-44
• 3.1 引言30-31
• 3.2 实验材料及实验过程31-32
• 3.3 实验结果32-35
• 3.3.1 接触角变化与润湿性32
• 3.3.2 前驱膜现象32-35
• 3.4 实验结果分析35-41
• 3.4.1 前驱膜形成与润湿性35-38
• 3.4.2 界面反应与润湿性38-41
• 3.5 结果讨论41-43
• 3.6 本章小结43-44
• 第4章 熔体铝与沉积Zr镀层石墨片的润湿行为研究44-57
• 4.1 引言44
• 4.2 实验过程44-45
• 4.3 实验结果45-49
• 4.3.1 不同温度的润湿动力学曲线45-47
• 4.3.2 表面形貌47-49
• 4.4 实验结果分析49-56
• 4.5 本章小结56-57
• 第5章 沉积Ti镀层的石墨片与熔体铝的润湿行为研究57-68
• 5.1 引言57
• 5.2 实验过程57-59
• 5.3 实验结果59-62
• 5.3.1 润湿铺展过程59-60
• 5.3.2 润湿机制60-62
• 5.4 结果分析62-67
• 5.4.1 反应驱动润湿62-63
• 5.4.2 前驱膜效应讨论63-67
• 5.5 本章小结67-68
• 结论68-69
• 参考文献69-72
• 致谢72-73
• 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文73

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本文编号：1064214