n-Al 2 O 3 /Ni复合电刷镀层的摩擦学性能与空泡腐蚀性能研究

发布时间：2024-12-19 05:50

　　船舶螺旋桨,结晶器铜板的腐蚀磨损失效一般采用电刷镀镍修复。但是船舶在行驶过程中,船尾的螺旋桨快速旋转,压力的变化使海水中产生气泡在金属表面溃灭,这会对螺旋桨造成空泡腐蚀;结晶器需要在高温高压的环境下工作,高温下的磨损成为其失效的主要原因。为了改善修复层的使用性能,本文在快速镍的基础上,添加纳米Al₂O₃硬质颗粒,采用脉冲电刷镀技术在Cu基体上制备n-Al₂O₃/Ni复合电刷镀层。研究了不同电压、频率、占空比、纳米Al₂O₃颗粒的添加量以及200～500℃退火对镀层组织和性能的影响,并与直流刷镀进行比较,优化工艺参数。考察退火后复合镀层的常温和高温下的耐磨性,测试复合镀层在模拟高速运动流体下空泡腐蚀行为。结果表明:（1）直流电源在电压10 V时制备的纯镍镀层性能最优;脉冲电源在频率800Hz,占空比80%时制备的纯镍镀层性能最优,并且加入脉冲后镀层性能有了显著的提升。在一定含量范围内,镀液中纳米颗粒含量的添加会使镀层结晶细致,组织更为均匀,镀层硬度也有提高。（...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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摘要
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第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 电刷镀技术简介
        1.2.1 电刷镀原理
        1.2.2 电刷镀设备
        1.2.3 电刷镀溶液
        1.2.4 电刷镀工艺
    1.3 脉冲电刷镀技术简介
        1.3.1 脉冲电刷镀原理
        1.3.2 脉冲电刷镀参数
    1.4 镍基镀层的研究进展
        1.4.1 镍基镀层制备工艺研究
        1.4.2 镍基纳米复合镀层研究
    1.5 空泡腐蚀的研究进展
        1.5.1 空泡腐蚀原理
        1.5.2 抗空蚀材料研究
    1.6 研究背景及意义
    1.7 研究内容
第2章 实验仪器和方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 基体材料
        2.1.2 纳米颗粒
        2.1.3 电刷镀液
    2.2 试样制备
    2.3 参数选择
    2.4 表面分析检测设备
        2.4.1 显微硬度仪
        2.4.2 金相显微镜
        2.4.3 表面三维形貌仪
        2.4.4 扫描电子显微镜
        2.4.5 X射线衍射仪
        2.4.6 摩擦磨损试验机
        2.4.7 真空退火炉
        2.4.8 空泡腐蚀试验平台
第3章 纳米晶镍电刷镀层的工艺优化
    3.1 纳米晶镍镀层的制备工艺
        3.1.1 直流电压对镀层性能的影响
        3.1.2 脉冲频率对镀层性能的影响
        3.1.3 脉冲占空比对镀层性能的影响
    3.2 n-Al2O3/Ni复合镀层的性能工艺
        3.2.1 纳米颗粒添加量对镀层微观形貌的影响
        3.2.2 纳米颗粒添加量对镀层截面硬度的影响
        3.2.3 纳米颗粒对镀层摩擦系数的影响
        3.2.4 纳米颗粒对镀层磨损机制的影响
    3.3 本章小结
第4章 真空退火对镀层摩擦学性能的影响
    4.1 真空退火温度对镀层性能的影响
        4.1.1 真空退火后镀层微观形貌
        4.1.2 真空退火后镀层相结构
        4.1.3 真空退火后镀层截面硬度
    4.2 真空退火后镀层的摩擦学性能
        4.2.1 真空退火后n-Al2O3/Ni镀层的摩擦系数
        4.2.2 真空退火后n-Al2O3/Ni镀层的磨损机制
    4.3 高温摩擦磨损性能
        4.3.1 n-Al2O3/Ni镀层的高温摩擦系数
        4.3.2 n-Al2O3/Ni镀层的高温磨损机制
    4.4 本章小结
第5章 n-Al2O3/Ni复合电刷镀层空泡腐蚀性能
    5.1 n-Al2O3/Ni复合镀层空蚀累积失重量
    5.2 n-Al2O3/Ni复合镀层空蚀形貌
    5.3 n-Al2O3/Ni复合镀层空蚀失效机制分析
    5.4 本章小结
第6章 结论
致谢
参考文献
个人简介



本文编号：4017759