制备Co-Re合金涂层的化学气相沉积设备研制与涂层表征
发布时间：2021-01-21 10:01
铼（Re）及其合金在高温力学、抗蠕变性、耐磨、耐腐蚀等方面具有优异的特性,被广泛应用于国防军工、航空航天、电子行业以及石油化工等领域。在难熔金属Re中加入金属钴（Co）形成钴铼（Co-Re）合金,可以有效地提高Re的抗氧化能力,拓展Re涂层在高温环境下的使用范围,同时降低制备Re涂层的成本。在本论文的研究工作中,介绍了化学气相沉积设备的设计原理和机械系统与控制系统的设计方案,讨论了化学气相沉积制备Co-Re合金涂层的热力学问题,并采用自行设计的沉积设备,在钢基体（0CrNi2MoVA型钢材）表面制备了Co-Re合金涂层,最后对制备出的合金涂层进行了相关性质的测试。获得主要结论如下:1、化学气相沉积设备的设计包括机械系统设计和控制系统设计。机械系统包括升华室、反应室、气体运输系统、温度系统以及真空系统五个部分。以道尔顿分压定律为基础,设计并计算出的升华室和反应室尺寸分别为Ф50×200mm和Ф30×200mm。控制系统包括温控系统、气体与流量控制系统以及安全系统。温控系统采用感应加热和红外辐射加热的方式分别对升华室和反应室进行加热,并通过仪器仪表对温度进行控制。流量和压力通过减压阀和质子...
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及研究现状
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究现状
1.2 Co-Re合金的抗氧化性
1.3 Co涂层的制备工艺
1.3.1 化学镀（Electroless plating）
1.3.2 激光熔覆技术（Laser Cladding）
1.3.3 电沉积（Electrodeposition）
1.3.4 化学气相沉积（CVD）
1.3.5 Co涂层制备工艺的比较
1.4 Re涂层的制备工艺
1.4.1 电子束-物理气相沉积（EB-PVD）
1.4.2 熔盐电沉积（ED）
1.4.3 化学气相沉积（CVD）
1.4.4 Re涂层制备工艺比较
1.5 课题研究的目的、主要内容及创新点
1.5.1 课题研究目的
1.5.2 课题研究主要内容
1.5.3 课题研究创新点
第二章 实验研究方法
2.1 实验原料
2.2 实验设备
2.3 实验方法
2.4 分析测试
2.4.1 显微组织分析
2.4.2 XRD图谱分析
2.4.3 涂层成分分析
第三章 化学气相沉积设备的设计与制作
3.1 化学气相沉积设备的总体设计
3.2 化学气相沉积设备机械系统设计
3.3 化学气相沉积设备控制系统设计
3.3.1 温度控制
3.3.2 流量与压力控制
3.3.3 安全控制
3.4 升华室、反应室尺寸设计
3.5 化学气相沉积设备的实现
3.6 本章小结
第四章 化学气相沉积制备Co-Re合金涂层的热力学分析
4.1 化学气相沉积反应的热力学分析
4.1.1 化学气相沉积制备Co涂层的热力学分析
4.1.2 化学气相沉积制备Re涂层的热力学分析
4.2 平衡反应产物的热力学分析
2-Co（acac）2 系统平衡反应产物热力学分析"> 4.2.1 H2-Co（acac）2 系统平衡反应产物热力学分析
2-Re2（CO）10系统平衡反应产物热力学分析"> 4.2.2 H2-Re2（CO）10系统平衡反应产物热力学分析
4.3 Co、Re共沉积
4.4 本章小结
第五章 化学气相沉积Co-Re合金涂层的实验结果与分析
5.1 化学气相沉积Co-Re合金的工艺参数分析
5.2 氢气流量对Co-Re合金表面形貌的影响
5.3 化学气相沉积Co-Re合金的微观形貌分析
5.4 化学气相沉积Co-Re合金的成分分析
5.5 化学气相沉积Co-Re合金的XRD图谱分析
5.6 本章小结
第六章 结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]铼铱材料在高性能发动机上的应用[J]. 张绪虎,徐方涛,石刚,闫旭波,李海庆. 宇航材料工艺. 2016(01)
[2]Re对MCrAlY涂层合金高温氧化行为的影响（英文）[J]. Shahzad Salam,张玉朵,汪海锋,杨志刚,张弛. 稀有金属材料与工程. 2015(S1)
[3]火炮身管烧蚀及其防护研究进展[J]. 彭小敏,夏长清,吴安如,董丽君,陶友瑞,李东锋. 四川兵工学报. 2014(03)
[4]化学气相沉积技术在环境科学中探讨[J]. 赵薇. 硅谷. 2011(19)
[5]WC-Co涂层的发展现状与展望[J]. 裴延波,陈浩,王长江,战晓溪. 石油化工腐蚀与防护. 2011(01)
[6]化学气相沉积技术及在难熔金属材料中的应用[J]. 黎宪宽,陈力,蔡宏中,魏巧灵,胡昌义. 稀有金属材料与工程. 2010(S1)
[7]铼/铱发动机喷管研究最新进展[J]. 胡昌义,陈力. 贵金属. 2007(04)
[8]国内外火炮身管延寿技术研究进展[J]. 陈永才,宋遒志,王建中. 兵工学报. 2006(02)
[9]火炮身管内表面激光硬化处理的实验研究[J]. 王扬,邓宗全,齐立涛. 兵工学报. 2003(04)
[10]DJR-7型等离子体加热装置的研究与应用[J]. 丁黎光,黄英发,丁伟. 机械设计与研究. 2001(04)
博士论文
[1]化学气相沉积制备高纯度Re、Ir的相关机理研究[D]. 杨诗瑞.北京理工大学 2015
[2]耐高温铱/铼涂层制备技术与性能研究[D]. 朱利安.国防科学技术大学 2014
硕士论文
[1]火炮身管内膛几何参数非接触检测系统设计[D]. 杨咪.中北大学 2017
[2]枪管寿命技术研究[D]. 石立雄.南京理工大学 2016
[3]铼的化学气相沉积前驱体的合成探究[D]. 王薇.昆明理工大学 2013
[4]MOCVD设备气体输运与加热控制系统设计[D]. 王晟.华中科技大学 2008
[5]CVD铼的工艺及性能研究[D]. 王海哲.国防科学技术大学 2005
本文编号：2990952
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及研究现状
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究现状
1.2 Co-Re合金的抗氧化性
1.3 Co涂层的制备工艺
1.3.1 化学镀（Electroless plating）
1.3.2 激光熔覆技术（Laser Cladding）
1.3.3 电沉积（Electrodeposition）
1.3.4 化学气相沉积（CVD）
1.3.5 Co涂层制备工艺的比较
1.4 Re涂层的制备工艺
1.4.1 电子束-物理气相沉积（EB-PVD）
1.4.2 熔盐电沉积（ED）
1.4.3 化学气相沉积（CVD）
1.4.4 Re涂层制备工艺比较
1.5 课题研究的目的、主要内容及创新点
1.5.1 课题研究目的
1.5.2 课题研究主要内容
1.5.3 课题研究创新点
第二章 实验研究方法
2.1 实验原料
2.2 实验设备
2.3 实验方法
2.4 分析测试
2.4.1 显微组织分析
2.4.2 XRD图谱分析
2.4.3 涂层成分分析
第三章 化学气相沉积设备的设计与制作
3.1 化学气相沉积设备的总体设计
3.2 化学气相沉积设备机械系统设计
3.3 化学气相沉积设备控制系统设计
3.3.1 温度控制
3.3.2 流量与压力控制
3.3.3 安全控制
3.4 升华室、反应室尺寸设计
3.5 化学气相沉积设备的实现
3.6 本章小结
第四章 化学气相沉积制备Co-Re合金涂层的热力学分析
4.1 化学气相沉积反应的热力学分析
4.1.1 化学气相沉积制备Co涂层的热力学分析
4.1.2 化学气相沉积制备Re涂层的热力学分析
4.2 平衡反应产物的热力学分析
2-Co（acac）2 系统平衡反应产物热力学分析"> 4.2.1 H2-Co（acac）2 系统平衡反应产物热力学分析
2-Re2（CO）10系统平衡反应产物热力学分析"> 4.2.2 H2-Re2（CO）10系统平衡反应产物热力学分析
4.3 Co、Re共沉积
4.4 本章小结
第五章 化学气相沉积Co-Re合金涂层的实验结果与分析
5.1 化学气相沉积Co-Re合金的工艺参数分析
5.2 氢气流量对Co-Re合金表面形貌的影响
5.3 化学气相沉积Co-Re合金的微观形貌分析
5.4 化学气相沉积Co-Re合金的成分分析
5.5 化学气相沉积Co-Re合金的XRD图谱分析
5.6 本章小结
第六章 结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]铼铱材料在高性能发动机上的应用[J]. 张绪虎,徐方涛,石刚,闫旭波,李海庆. 宇航材料工艺. 2016(01)
[2]Re对MCrAlY涂层合金高温氧化行为的影响（英文）[J]. Shahzad Salam,张玉朵,汪海锋,杨志刚,张弛. 稀有金属材料与工程. 2015(S1)
[3]火炮身管烧蚀及其防护研究进展[J]. 彭小敏,夏长清,吴安如,董丽君,陶友瑞,李东锋. 四川兵工学报. 2014(03)
[4]化学气相沉积技术在环境科学中探讨[J]. 赵薇. 硅谷. 2011(19)
[5]WC-Co涂层的发展现状与展望[J]. 裴延波,陈浩,王长江,战晓溪. 石油化工腐蚀与防护. 2011(01)
[6]化学气相沉积技术及在难熔金属材料中的应用[J]. 黎宪宽,陈力,蔡宏中,魏巧灵,胡昌义. 稀有金属材料与工程. 2010(S1)
[7]铼/铱发动机喷管研究最新进展[J]. 胡昌义,陈力. 贵金属. 2007(04)
[8]国内外火炮身管延寿技术研究进展[J]. 陈永才,宋遒志,王建中. 兵工学报. 2006(02)
[9]火炮身管内表面激光硬化处理的实验研究[J]. 王扬,邓宗全,齐立涛. 兵工学报. 2003(04)
[10]DJR-7型等离子体加热装置的研究与应用[J]. 丁黎光,黄英发,丁伟. 机械设计与研究. 2001(04)
博士论文
[1]化学气相沉积制备高纯度Re、Ir的相关机理研究[D]. 杨诗瑞.北京理工大学 2015
[2]耐高温铱/铼涂层制备技术与性能研究[D]. 朱利安.国防科学技术大学 2014
硕士论文
[1]火炮身管内膛几何参数非接触检测系统设计[D]. 杨咪.中北大学 2017
[2]枪管寿命技术研究[D]. 石立雄.南京理工大学 2016
[3]铼的化学气相沉积前驱体的合成探究[D]. 王薇.昆明理工大学 2013
[4]MOCVD设备气体输运与加热控制系统设计[D]. 王晟.华中科技大学 2008
[5]CVD铼的工艺及性能研究[D]. 王海哲.国防科学技术大学 2005
本文编号：2990952
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/2990952.html
