激光熔覆碳纳米管增强Ni基复合涂层研究
[Abstract]:The huge friction and heat generated by the high-speed and heavy-duty train during the braking process will lead to a large number of losses and cracks in the brake disc, which will shorten the service life, which will greatly increase the operating cost. Therefore, the surface modification of the brake disc is particularly important. In this paper, laser cladding technology was used to prepare CNTs/Si C/Ni composite coating on 45 steel surface by simultaneous powder feeding. The purification of carbon nanotubes and ball milling of composite powder were carried out. The laser processing parameters and the content of silicon carbide and carbon nanotubes were studied. By analyzing the microstructure, friction coefficient, wear and hardness of the coatings, the strengthening mechanism of carbon nanotubes was explored. The conclusions are as follows: (1) the purification and dispersion of CNTs were improved with the increase of nitric acid reflux time. When the reflux time was 9 h, the dispersion of CNTs was the most uniform, and the weight loss ratio was 18.4%. The loss of mass is mainly due to the impurity particles and carbon atoms in the wall defects of carbon nanotubes. A large number of hydroxyl and carboxyl functional groups appear in the wall of carbon nanotubes, which is beneficial to the enhancement of the activity of carbon nanotubes. With the prolongation of reflux time, the dispersion of CNTs increased, but the excessive oxidation of nitric acid on CNTs resulted in a large number of fracture of CNTs, and the wall of CNTs became thinner. (2) with the increase of milling speed, the carbon nanotubes (CNTs) became thinner. The powder dispersion showed the trend of first improving and then getting worse. When the milling speed is 300r/min, the powder dispersion is the most uniform, the damage of carbon nanotubes is the least, and there is no stratification agglomeration of carbon nanotubes. But the rotate speed is too low, the powder reunite seriously; When the rotation speed is too high, the carbon nanotubes are cut off by a large amount, resulting in serious damage to the structural integrity of carbon nanotubes. (3) when the silicon carbide content is 15%, the microstructure morphology of the cladding layer reaches the optimal value, and the hardness and wear resistance of the cladding layer are also the best. The hardness is 394.6 HV0.2, which is 1.6 times of that of substrate. The minimum amount of wear is 0.0368 g. When the carbon nanotubes are 16%vol, the grain size of the cladding layer is the most uniform, and the carbon nanotubes are distributed at the grain boundary. The mechanical properties of the coating are the best, the hardness is 446.5 HV0.2, which is 2.2 times that of the substrate, and the friction coefficient is 0.149. If the content of carbon nanotubes continues to increase, agglomeration will occur, the surface of the coating will be burned out, the microstructure is coarse, the pores and voids appear, and the properties of the coatings will become worse. (4) with the increase of laser power, scanning speed, powder feeding rate and gas flow rate, the coating surface will be agglomerated. The microstructure and properties of the coatings show the trend of first improving and then worse. When the laser power is 1400W, the scanning speed is 250mm / min, the rate of powder feeding is 30g / min and the gas flow rate is 4L/min, the surface of the cladding layer is smooth, continuous and intact, the microstructure is uniform and dense, the bonding with the substrate is good, and the performance is the best.
【学位授予单位】:华东交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:U270.35;TG174.4
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 莎仁,吴哈申,嘎日迪;TritonX-100-5-Br-PADAP双波长分光光度法测定微量Ni(Ⅱ)[J];内蒙古石油化工;2001年03期
2 陈明浩;18Ni马氏体时效钢电化学相分析[J];冶金分析;1990年02期
3 程占保;朱维东;苏向东;王义厢;江林涛;王彤;;TiO_2/NiTi合金中Ni的扩散模型研究[J];热处理技术与装备;2008年06期
4 田高峰;汪煜;杨杰;邹金文;汪武祥;;Ni基粉末冶金高温合金平衡析出相的热力学研究[J];粉末冶金技术;2012年04期
5 张继儒;;用Ni~(2+)作催化剂光度法测定白酒中的锰[J];南充师院学报(自然科学版);1988年01期
6 张保红,李国彬,吴玉会,吴晔峰;富镧稀土-Ni对铜合金性能影响的研究[J];河北冶金;2004年05期
7 王洪福;张素兰;苏智先;何黎明;廖家娥;;2,3,7-三羟基-9-水杨基荧光酮催化动力学光度法测定痕量Ni(Ⅱ)[J];分析试验室;2011年05期
8 雷鸣,郭蕴宜;9%Ni钢中沉淀奥氏体的形成过程及其在深冷下的表现[J];金属学报;1989年01期
9 岳长荣,左育民,罗彤,玄光善;新型Ni碳化树脂催化剂的制备及微量测定有机氧研究[J];高等学校化学学报;1992年08期
10 蒋毅民,张淑华,周忠远,钟新仙;Ni(Ⅱ)牛磺酸缩水杨醛席夫碱·2,2'-联吡啶三元配合物的合成及晶体结构[J];结构化学;2003年01期
相关会议论文 前10条
1 张淑华;钟凡;钟新仙;蒋毅民;;Ni(Ⅱ)、牛磺酸缩水杨醛席夫碱、邻菲咯啉、水四元配合物的合成及晶体结构[A];中国化学会第八届多元络合物会议论文[C];2002年
2 谭小丽;陈长伦;胡君;王祥科;;碳纳米管对Ni~(2+)和表面活性剂的吸附研究[A];中国化学会第26届学术年会现代核化学与放射化学分会场论文集[C];2008年
3 王敬丰;刘欣;丁培道;汤爱涛;潘复生;;Ni对Mg-Ni合金的非晶形成及储氢性能的影响[A];2007高技术新材料产业发展研讨会暨《材料导报》编委会年会论文集[C];2007年
4 沈小军;刘玉;冯青平;肖红梅;付绍云;;透明柔性导电导磁Ni/环氧树脂复合膜的制备及性能[A];北京粘接学会第二十届学术年会暨胶粘剂、密封剂技术发展研讨会论文集[C];2011年
5 谢福中;卜娟;闫世润;乔明华;宗保宁;张晓昕;;猝冷骨架Ni催化剂在乙二醇液相催化重整制氢反应中的性能研究[A];中国化工学会2005年石油化工学术年会论文集[C];2005年
6 闫卫平;席文柱;邝永变;杜立群;;Ni薄膜热敏电阻的研究[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年
7 李文木;张所波;;过渡金属Ni催化制备可溶解的高性能异构聚酰亚胺[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
8 乔学亮;许卫华;张振中;孙培祯;;Ni—P薄膜中磷的不均匀性研究[A];首届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1992年
9 潘渤;张旭;尚福林;;单晶塑性理论对Ni微柱体的适用性研究[A];塑性力学新进展——2011年全国塑性力学会议论文集[C];2011年
10 徐人威;刘东兵;王世波;毛炳权;;球形氯化镁负载Ni系催化剂乙烯聚合研究[A];中国化工学会2005年石油化工学术年会论文集[C];2005年
相关重要报纸文章 前2条
1 北京曲协副主席 崔琦;相声能不能不说“shǐ”、“niào”、“pì”[N];中国艺术报;2013年
2 肖英龙;奥氏体系不锈钢省Ni化进展及课题[N];世界金属导报;2007年
相关博士学位论文 前10条
1 杨明;碳纳米管负载过渡金属及其催化氧化性能研究[D];南京大学;2014年
2 徐凯;电弧等离子体法制备石油残渣基碳纳米管及其应用[D];中国石油大学(北京);2016年
3 李长金;微纳层叠挤出设备研发及聚丙烯/碳纳米管复合材料结构与性能的研究[D];北京化工大学;2017年
4 易义武;石墨烯/碳纳米管复合粉体的制备及应用研究[D];南昌大学;2017年
5 方修忠;高效抗积碳Ni基甲烷重整制氢催化剂的制备和性能研究[D];南昌大学;2016年
6 田维亮;蛭石复合功能材料设计合成与性能研究[D];北京化工大学;2017年
7 张轲;低Ni载量六铝酸盐催化剂上甲烷和二氧化碳重整制合成气反应研究[D];吉林大学;2009年
8 翟通;聚醚醚酮及其碳纳米管复合材料表面金属化的研究[D];天津大学;2016年
9 刘金涛;基于纳米材料的活性粉末混凝土及其基本力学性能研究[D];浙江大学;2016年
10 任烨;咪唑类离子液体的负载对聚合物碳纳米管复合材料性能的影响[D];北京化工大学;2016年
相关硕士学位论文 前10条
1 蔡昕;激光熔覆碳纳米管增强Ni基复合涂层研究[D];华东交通大学;2017年
2 张文斌;掺氮碳纳米管的制备及其催化硝基化合物加氢性能研究[D];湘潭大学;2017年
3 赵伟高;磁性多壁碳纳米管的制备及其吸附性能研究[D];天津大学;2016年
4 王鹏;考虑表面和非局部效应的载流碳纳米管波动分析[D];浙江大学;2017年
5 常艺;碳纳米管改性热塑性抗静电复合材料的制备和性能研究[D];合肥工业大学;2017年
6 李晓冬;碳纤维碳纳米管共同增强复合材料刚度和渐进损伤分析[D];哈尔滨工业大学;2017年
7 陈广欢;碳纳米管导电复合材料垫片的制备与电阻蠕变性能研究[D];广州大学;2017年
8 郭东洋;碳纳米管阴极薄膜的制备及其场发射性能研究[D];郑州大学;2017年
9 秦博恒;载锌多壁碳纳米管/壳聚糖复合材料成骨性能的研究[D];山西医科大学;2017年
10 孙星卉;石墨烯和碳纳米管对润滑剂摩擦性能影响[D];哈尔滨工业大学;2017年
,本文编号:2466986
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/2466986.html