激光熔覆制备ZrB 2 /Cu多元合金复合涂层的研究

发布时间：2020-12-10 18:24

　　铜及铜合金具有很多出色的性能例如高热传导率和电导率、优良的塑性和韧性。本文以铜合金粉为熔覆材料,ZrB₂作为陶瓷增强相,采用激光熔覆法在纯铜表面制备了金属陶瓷复合材料熔覆层,利用X射线衍射仪、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、金相显微镜等分析方法研究了熔覆层内增强相的分布、形貌以及界面结合情况,之后使用高速载流摩擦磨损测试平台测试了熔覆层的摩擦磨损性能。试验结果表明,综合考虑ZrB₂/Cu熔覆层的表面形貌、显微硬度、导电率、拉伸强度等因素,优化后的工艺为,功率密度31.11 kJ/cm2,ZrB₂含量6 wt.%,此时抗拉强度为360 MPa,导电率为26%IACS。对ZrB₂/Cu复合材料熔覆层的显微组织进行重点研究,并分析其他合金元素在熔覆层中的相组成。研究发现,熔覆层中的主要物相为Cu和ZrB₂;Zr B₂在熔覆层截面纵向呈梯度分布,表面含量高于底部含量;ZrB₂在熔覆层表面呈板条状,在底部则呈细针状;熔覆层内还生成了CrCo、F... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 激光熔覆及其制备材料的研究进展
    1.2 金属陶瓷材料的特点
        1.2.1 激光熔覆涂层的增强相
2的性质">        1.2.2 ZrB₂的性质
        1.2.3 激光熔覆的金属基体
    1.3 金属陶瓷复合涂层的摩擦磨损性能
    1.4 当前研究中遇到的问题
    1.5 论文思路及研究内容
第2章 实验方法及仪器
    2.1 实验原料
    2.2 实验方案
        2.2.1 铜基体表面预处理
        2.2.2 激光熔覆设备
    2.3 熔覆材料性能检测
        2.3.1 电导率测试
        2.3.2 拉伸测试
        2.3.3 显微硬度测试
        2.3.4 载流摩擦磨损性能测试
    2.4 材料组织结构分析
        2.4.1 X射线衍射分析
        2.4.2 扫描电镜分析
        2.4.3 透射电镜分析
2/Cu熔覆材料的制备和性能">第3章 ZrB₂/Cu熔覆材料的制备和性能
    3.1 功率密度和稀释率
    3.2 功率密度的确定
        3.2.1 不同激光功率密度熔覆层的宏观形貌
        3.2.2 不同激光功率密度熔覆层的稀释率
        3.2.3 不同激光功率密度熔覆层的硬度
        3.2.4 不同激光功率密度熔覆层的导电率
        3.2.5 不同激光功率密度熔覆层的抗拉强度
        3.2.6 不同激光功率密度熔覆层的拉伸断口形貌
2含量的确定">    3.3 添加ZrB₂含量的确定
2含量熔覆层的宏观形貌">        3.3.1 不同ZrB₂含量熔覆层的宏观形貌
2含量熔覆层的相对密度">        3.3.2 不同ZrB₂含量熔覆层的相对密度
2含量熔覆层的硬度">        3.3.3 不同ZrB₂含量熔覆层的硬度
2含量熔覆层的导电率">        3.3.4 不同ZrB₂含量熔覆层的导电率
2含量熔覆层的拉伸强度">        3.3.5 不同ZrB₂含量熔覆层的拉伸强度
2含量熔覆层的拉伸断口分析">        3.3.6 不同ZrB₂含量熔覆层的拉伸断口分析
    3.4 显微组织分析
2相的形态">        3.4.1 涂层中ZrB₂相的形态
2含量时ZrB₂在涂层中的分布">        3.4.2 不同ZrB₂含量时ZrB₂在涂层中的分布
    3.5 物相分析
    3.6 本章小结
第4章 激光熔覆涂层微观分析和界面结合
2增强铜基复合材料界面反应">    4.1 ZrB₂增强铜基复合材料界面反应
2增强铜基复合材料形貌">        4.1.1 ZrB₂增强铜基复合材料形貌
2在涂层中不同位置的形貌和分布">        4.1.2 ZrB₂在涂层中不同位置的形貌和分布
    4.2 熔覆层中的其它物质
    4.3 本章小结
第5章 激光熔覆复合材料载流摩擦磨损
    5.1 实验参数
2含量对ZrB₂/Cu涂层摩擦磨损性能的影响">    5.2 ZrB₂含量对ZrB₂/Cu涂层摩擦磨损性能的影响
2含量Zr B₂/Cu涂层的摩擦系数和磨损率">        5.2.1 不同ZrB₂含量Zr B₂/Cu涂层的摩擦系数和磨损率
2含量Zr B₂/Cu涂层摩擦磨损形貌">        5.2.2 不同ZrB₂含量Zr B₂/Cu涂层摩擦磨损形貌
2/Cu涂层摩擦磨损性能的影响">    5.3 滑动速度对ZrB₂/Cu涂层摩擦磨损性能的影响
2/Cu涂层的摩擦系数和磨损率">        5.3.1 不同滑动速度下ZrB₂/Cu涂层的摩擦系数和磨损率
2/Cu涂层摩擦磨损的表面形貌">        5.3.2 不同滑动速度下ZrB₂/Cu涂层摩擦磨损的表面形貌
    5.4 摩擦系数变化规律
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
[1]Cu-Gd2O3复合材料制备及性能研究[D]. 许贵香.燕山大学 2014
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本文编号：2909163