MoS 2 与SiC复合微弧氧化层的制备及其摩擦学性能研究

发布时间：2024-10-04 16:53

　　铝合金由于其密度小、比强度高等优点,在工业领域得到了广泛的应用。然而其表面硬度低,易磨损等缺陷限制了铝合金材料的进一步发展,因而对铝合金进行表面强化处理就有着重要的意义。采用微弧氧化技术可以在铝合金表面原位生长陶瓷层,该膜层与基体结合性能好,硬度高。本文以ZL109铝合金为例,针对铝合金的摩擦学性能的不足,展开了耐磨减摩微弧氧化层的研究。本文选择了 MoS2和SiC两种微纳米颗粒作为复合微弧氧化层的电解液添加剂,MoS2作为减摩添加剂,SiC作为耐磨添加剂。将两种纳米颗粒在电解液中良好分散后,烧结在微弧氧化层中,成功制备了MoS2与SiC复合微弧氧化层。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、显微硬度仪和摩擦磨损试验机分别评价了复合微弧氧化层的结构、成分以及摩擦学性能。为了进一步改善MoS2与SiC复合微弧氧化层的结构与摩擦学性能,对MoS2和SiC的浓度和配比以及实验所用电参数进行了优化试验。结果表明.:相比于未添加纳米颗粒的微弧氧化层,MoS2与SiC复合微弧氧化层生长速度减缓、膜层厚度变小了 16.2%,表面形貌更加致密且粗糙度减小了40.22%,硬度增加了 1 1.0...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 铝合金及其应用
    1.2 铝合金的表面强化技术
        1.2.1 电镀技术
        1.2.2 表面涂装技术
        1.2.3 阳极氧化技术
    1.3 微弧氧化技术
        1.3.1 微弧氧化技术的特点
        1.3.2 微弧氧化技术的发展
        1.3.3 功能性膜层的研究现状
    1.4 本文研究内容和研究路线
2 试验材料、设备和方法
    2.1 试验材料与试剂
        2.1.1 基体试样及预处理
        2.1.2 功能性颗粒
        2.1.3 电解液的选择
        2.1.4 两种颗粒的分散性
    2.2 试验设备及仪器
    2.3 试验方案
    2.4 本章小结
3 MoS_2与SiC复合微弧氧化层的制备与性能研究
    3.1 样品的制备
        3.1.1 试验材料的准备
        3.1.2 MoS_2与SiC复合微弧氧化层的制备
    3.2 MoS_2与SiC复合微弧氧化层的结构和成分分析
        3.2.1 纳米颗粒的添加对于微弧氧化层厚度的影响
        3.2.2 纳米颗粒的添加对于微弧氧化层表面形貌的影响
        3.2.3 纳米颗粒的添加对于微弧氧化层成分的影响
        3.2.4 纳米颗粒的添加对于微弧氧化层粗糙度的影响
        3.2.5 纳米颗粒的添加对于微弧氧化层硬度的影响
    3.3 MoS_2与SiC复合微弧氧化层的摩擦学性能分析
        3.3.1 摩擦学性能的表征
        3.3.2 复合膜层的摩擦系数分析
        3.3.3 复合膜层的磨损量分析
        3.3.4 磨损表面形貌分析
    3.4 本章小结
4 MoS_2与SiC浓度与配比对微弧氧化层摩擦学性能的影响
    4.1 MoS_2和SiC的浓度优化
        4.1.1 浓度对于微弧氧化层厚度和粗糙度的影响
        4.1.2 浓度对于微弧氧化层成分的影响
        4.1.3 浓度对于微弧氧化层摩擦系数的影响
        4.1.4 浓度对于微弧氧化层磨损量的影响
    4.2 MoS_2和SiC的配比对于摩擦学性能的影响
        4.2.1 两种纳米颗粒配比对于复合微弧氧化层摩擦系数的影响
        4.2.2 两种纳米颗粒配比对于复合微弧氧化层磨损量的影响
    4.3 本章小结
5 电参数对MoS_2与SiC复合微弧氧化层结构的影响
    5.1 电参数对微弧氧化膜层厚度的影响
    5.2 电参数对微弧氧化膜层粗糙度的影响
    5.3 电参数对微弧氧化膜层硬度的影响
    5.4 综合优化分析
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 全文结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果



本文编号：4006928