钛合金表面微弧氧化膜层力学及摩擦学性能研究

发布时间：2021-01-26 19:14

　　近年来对钛合金的表面处理得到了飞速发展,在以钛合金为基体的材料表面涂覆陶瓷材料涂层,能够明显改善钛合金表面性能差的问题,优化钛合金的力学性能,同时钛合金表面的耐磨性和耐蚀性也有很大提高。本文采用微弧氧化技术在Ti-Cu合金表面生成金属氧化物陶瓷膜,并对制备膜层进行表征,研究不同电参数对膜层性能的影响,研究内容和结论如下:利用扫描电镜（SEM）获取制备膜层的表面形貌,探讨电参数的改变对膜层形貌的影响。结果表明,膜层的致密度随着频率的增大而增大,随着占空比和电流密度的增大而减小。采用X射线衍射仪（XRD）对微弧氧化膜层的相组成进行分析,研究不同电参数对制备膜层相组成的影响,发现电参数的增大都会引起膜层相成分的变化,随着电参数的增大,膜层中锐钛矿型的TiO₂开始向金红石型TiO₂转化。利用纳米压入法测得膜层力学参数,通过分析电参数的改变引起的膜层硬度和弹性模量的变化,研究电参数对膜层力学性能的影响。结果表明,电参数的增大都会导致膜层的硬度值和弹性模量值增大,且所有膜层的硬度值和弹性模量值都高于基体。利用摩擦磨损试验仪研究其耐磨性能,探讨不同电参数对... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 钛及钛合金性能特点
        1.1.1 金属钛
        1.1.2 钛合金
    1.2 钛合金表面处理技术
        1.2.1 溶胶-凝胶法
        1.2.2 电镀
        1.2.3 化学镀
        1.2.4 化学转化膜
        1.2.5 阳极氧化
    1.3 微弧氧化技术
        1.3.1 微弧氧化技术简介
        1.3.2 微弧氧化工作原理
        1.3.3 微弧氧化过程
        1.3.4 微弧氧化过程中的等离子体氧化
        1.3.5 微弧氧化技术存在的不足
    1.4 本文研究背景及研究现状
        1.4.1 研究背景
        1.4.2 研究现状
    1.5 本文研究内容
        1.5.1 实验技术路线
        1.5.2 研究内容
第二章 实验材料与方法
    2.1 试样制备
        2.1.1 试样材料
        2.1.2 微弧氧化薄膜的制备
    2.2 微弧氧化膜层测试设备简介
        2.2.1 微弧氧化膜层的表面形貌测试
        2.2.2 微弧氧化膜层的相成分测试
        2.2.3 微弧氧化膜层的硬度和弹性模量测试
        2.2.4 微弧氧化膜层耐磨性测试
第三章 电参数对微弧氧化膜层微观形貌特征及相组成影响
    3.1 不同电参数对微弧氧化膜层表面形貌的影响
        3.1.1 不同频率下制备的微弧氧化膜层微观形貌分析
        3.1.2 不同电流密度下制备的微弧氧化膜层微观形貌分析
        3.1.3 不同占空比下制备的微弧氧化膜层微观形貌分析
    3.2 不同电参数对微弧氧化膜层相组成的影响
        3.2.1 不同频率下制备的微弧氧化膜层相组成分析
        3.2.2 不同电流密度下制备的微弧氧化膜层相组成分析
        3.2.3 不同占空比下制备的微弧氧化膜层相组成分析
    3.3 本章小结
第四章 电参数对微弧氧化膜层力学性能的影响
    4.1 纳米压痕技术
        4.1.1 纳米压痕技术简介
        4.1.2 纳米压痕技术原理
    4.2 不同频率下制备的微弧氧化膜层力学性能分析
    4.3 不同电流密度下制备的微弧氧化膜层力学性能分析
    4.4 不同占空比下制备的微弧氧化膜层力学性能分析
    4.5 微弧氧化膜层硬度的尺寸效应分析
    4.6 本章小结
第五章 电参数对微弧氧化膜层摩擦学性能的影响
    5.1 Ti-Cu合金基体摩擦学性能
    5.2 不同频率下制备膜层的摩擦学性能分析
    5.3 不同电流密度下制备膜层的摩擦学性能分析
    5.4 不同占空比下制备膜层的摩擦学性能分析
    5.5 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
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[2]阳极氧化制备工艺对TiO2纳米管阵列显微形貌的影响[J]. 柳堤,江少群,王刚,张启智.  中国表面工程. 2017(06)
[3]热扩散对脉冲电流烧结初期驱动力的影响[J]. 张龙,张晓敏,郑安节,田祖安.  粉末冶金技术. 2017(02)
[4]医用钛基金属材料表面改性方法的研究进展[J]. 王变,许莹,张孜孜.  山东陶瓷. 2017(02)
[5]化学镀银工艺对玻璃纤维性能影响研究[J]. 李金龙,陈健,汪庆卫,宁伟.  化工新型材料. 2017(03)
[6]关于钛合金棒材轧制成型的研究进展[J]. 王飞.  科技创新与应用. 2017(05)
[7]金属复合材料微弧氧化研究进展[J]. 唐仕光,陈泉志,李少波,蒋智秋,童庆,黄祖江,李伟洲.  表面技术. 2016(11)
[8]溶胶凝胶法制备多孔SiO2减反射膜结构和性能研究[J]. 黄玉萍,阙永生,汪海风,潘崇根,吴春春.  稀有金属材料与工程. 2016(S1)
[9]TB6钛合金精密加工工艺[J]. 关福州,刘智.  金属加工(冷加工). 2015(22)
[10]新型USTB法清洁钛提取技术[J]. 张超,刘娜,朱国峰.  金属世界. 2015(01)

硕士论文
[1]钛合金微弧氧化技术研究[D]. 郑亚红.长春理工大学 2016



本文编号：3001671