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AZ31镁合金冷喷涂铝及微弧氧化膜结构与性能研究

发布时间:2022-12-09 04:03
  镁合金因具有低密度和力学与物理性能的优势,在汽车、航空、航天和电子等行业具有广泛的应用前景,然而镁合金抗腐蚀和抗磨损差的特点限制了它作为结构材料的应用。冷喷涂作为一种经济和环保的表面处理技术,已成功应用于镁合金腐蚀防护领域,但并没有解决镁合金耐磨性差的问题。本文采用冷喷涂技术在AZ31镁合金表面制备纯Al涂层和α-Al2O3颗粒强化Al-50%Al2O3复合涂层,再分别采用微弧氧化技术,使冷喷涂涂层顶部转化为氧化铝陶瓷膜。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪等手段对涂层微观结构进行表征,利用显微硬度计、电化学工作站、球盘式滑动磨损试验机、轮式磨耗试验机和超声振动汽蚀机等仪器对涂层硬度、抗腐蚀性能、抗磨损性能和抗汽蚀性能进行测试分析。着重研究Al2O3颗粒的添加对纯Al涂层结构和性能的影响,冷喷涂涂层显微结构对微弧氧化过程、膜层形貌和性能的影响。结果表明:Al2O3颗粒的加入对纯Al涂层起到夯实,加工硬... 

【文章页数】:74 页

【学位级别】:硕士

【文章目录】:
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 镁合金的应用及腐蚀防护
    1.2 镁合金的表面处理技术
        1.2.1 电镀和化学镀
        1.2.2 阳极氧化
        1.2.3 热喷涂
        1.2.4 化学转化膜
        1.2.5 有机物涂覆
    1.3 冷喷涂技术
        1.3.1 冷喷涂技术原理及设备
        1.3.2 冷喷涂技术影响因素
        1.3.3 冷喷涂铝研究现状
    1.4 微弧氧化技术
        1.4.1 微弧氧化技术原理
        1.4.2 微弧氧化技术影响因素
        1.4.3 铝及铝合金微弧氧化研究现状
    1.5 本课题的选题意义和研究内容
第2章 实验方法及样品制备
    2.1 实验材料
    2.2 冷喷涂涂层制备
    2.3 微弧氧化陶瓷膜的制备
        2.3.1 试样制备
        2.3.2 微弧氧化参数
        2.3.3 实验设备
    2.4 组织性能测试
        2.4.1 X射线衍射分析
        2.4.2 显微结构测试
        2.4.3 显微硬度测试
        2.4.4 电化学测试
        2.4.5 涂层厚度和粗糙度测试
        2.4.6 结合强度测试
        2.4.7 抗滑动磨损性能测试
        2.4.8 抗磨粒磨损性能测试
        2.4.9 抗汽蚀性能测试
第3章 冷喷涂涂层及微弧氧化陶瓷膜结构和力学性能研究
    3.1 引言
    3.2 冷喷涂涂层截面微观结构
    3.3 微弧氧化陶瓷膜的时间电压曲线和膜层生长过程
    3.4 冷喷涂涂层及微弧氧化陶瓷膜相结构分析
    3.5 微弧氧化陶瓷膜表面微观形貌
    3.6 微弧氧化陶瓷膜截面微观形貌
    3.7 冷喷涂涂层及微弧氧化陶瓷膜TEM分析
    3.8 冷喷涂涂层及微弧氧化陶瓷膜显微硬度分析
        3.8.1 冷喷涂涂层显微硬度分析
        3.8.2 微弧氧化陶瓷膜显微硬度分析
    3.9 冷喷涂涂层及微弧氧化陶瓷膜结合强度分析
    3.10 本章小结
第4章 冷喷涂涂层及微弧氧化陶瓷膜抗腐蚀、磨损及汽蚀性能研究
    4.1 引言
    4.2 冷喷涂涂层及微弧氧化陶瓷膜抗腐蚀性能
        4.2.1 冷喷涂涂层抗腐蚀性能
        4.2.2 微弧氧化陶瓷膜抗腐蚀性能
    4.3 冷喷涂涂层及微弧氧化陶瓷膜抗滑动磨损性能
    4.4 冷喷涂涂层及微弧氧化陶瓷膜抗磨粒磨损性能
    4.5 冷喷涂涂层及微弧氧化陶瓷膜抗汽蚀性能
    4.6 本章小结
结论
展望
参考文献
致谢
附录A 攻读硕士学位期间发表的论文目录


【参考文献】:
期刊论文
[1]Al2O3掺杂与超声辅助对纯铝表面微弧氧化层结构与性能的影响[J]. 王晓云,马一林,田林海,姚晓红.  机械工程材料. 2018(11)
[2]激光辅助冷喷涂制备高硬度材料涂层的研究进展[J]. 杨理京,李争显,黄春良,王培,姚建华.  材料导报. 2018(03)
[3]氟化钾对AZ91D镁合金微弧氧化膜的生长及微观结构的影响[J]. 董海荣,马颖,王晟,安凌云,郝远.  稀有金属材料与工程. 2018(01)
[4]铝合金微弧氧化添加剂的研究进展[J]. 单益平,顾鹏,任浩征,孙瑜.  热加工工艺. 2017(24)
[5]冷喷涂中颗粒形状和温度对其沉积过程的影响[J]. 王锋.  材料导报. 2017(14)
[6]冷喷涂技术在增材制造和修复再制造领域的应用研究现状[J]. 李文亚,张冬冬,黄春杰,郭学平.  焊接. 2016(04)
[7]SiCp/A356复合材料微弧氧化陶瓷膜的生长规律与性能[J]. 夏伶勤,韩建民,崔世海,杨智勇,李卫京.  材料工程. 2016(01)
[8]几种海洋工程常用金属的空泡腐蚀性能[J]. 陈卫.  热加工工艺. 2015(08)
[9]镁合金腐蚀行为及机理研究进展[J]. 张新,张奎.  腐蚀科学与防护技术. 2015(01)
[10]铝酸钠体系镁合金微弧氧化工艺的研究[J]. 隋艳.  山东化工. 2014(07)

硕士论文
[1]HVOF制备Ni60/WC-10Co4Cr涂层替代电镀硬铬涂层可行性研究[D]. 周小峰.湖南大学 2018
[2]A356铝硅合金耐磨耐蚀等离子体电解氧化膜的研究[D]. 谢焕钧.湖南大学 2017
[3]AZ31镁合金等离子体电解氧化及SiC纳米粒子对膜层性能的影响[D]. 喻璐.湖南大学 2016
[4]超音速火焰喷涂金属碳化钨涂层的抗汽蚀与抗冲蚀性能研究[D]. 唐曌肸.湖南大学 2015



本文编号:3714783

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