Ni-ZTA纳米复合涂层的制备及其耐磨防腐性能研究

发布时间：2017-09-19 00:46

  本文关键词：Ni-ZTA纳米复合涂层的制备及其耐磨防腐性能研究

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【摘要】：纳米氧化物陶瓷涂层具有高硬度、良好的耐腐蚀性以及耐磨性等优点。采用表面涂层技术对金属材料表面进行强化处理，在工件表面制备一层纳米氧化物陶瓷涂层，，可以有效提高基体材料的耐磨和耐蚀等性能，从而延长其使用寿命。 本文首先通过溶胶凝胶法（Sol-gel）制备氧化锆（ZrO2）、氧化铝(Al2O3)和ZTA(ZrO2增韧Al2O3)纳米粉体，研究了影响纳米粉体团聚的因素，分析了pH值、反应温度以及干燥温度等对纳米氧化物粉体晶粒尺寸和分散性的影响。其次，研究了电火花沉积工艺参数（如电压和功率等）对Ni基合金涂层性能的影响规律，发现在60V、900W和通氩气保护的情况下得到的Ni合金涂层质量最佳。最后，通过在Ni合金涂层表面激光熔覆ZrO2、Al2O3和ZTA纳米粉体，得到相应的Ni-氧化物纳米复合涂层，并研究了激光熔覆工艺参数（如功率和速度等）对ZrO2、Al2O3和ZTA纳米涂层质量的影响规律。 对于制备的复合涂层，通过涂层表面和截面的硬度分析发现，Ni-ZrO2复合涂层、Ni-Al2O3复合涂层和ZTA复合涂层表面硬度相对于基体分别提高了3.8倍、2.5倍和1.4倍。而对三种纳米复合涂层进行摩擦磨损实验发现，Ni-ZrO2复合涂层、Ni-Al2O3复合涂层和ZTA复合涂层耐磨性相对于基体分别提高了1.64倍、2.25倍和1.71倍。最后对三种纳米复合涂层在3.5%NaCl溶液中性腐蚀环境中进行的电化学腐蚀实验发现，由Tafel曲线和阻抗分析可知，三种Ni-氧化物纳米复合涂层的耐蚀性都比基体要好，且Ni-ZTA纳米复合涂层的耐蚀性能是最好的。
【关键词】：纳米氧化物陶瓷 电火花沉积 激光熔覆 复合涂层 耐磨耐蚀性
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目录6-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 研究背景9
• 1.2 氧化物陶瓷粉体的制备方法9-12
• 1.2.1 液相法9-11
• 1.2.2 气相法11-12
• 1.3 ZTA 陶瓷研究现状12-13
• 1.3.1 Al_2O_3陶瓷12
• 1.3.2 ZrO_2陶瓷12-13
• 1.3.3 ZTA 陶瓷13
• 1.4 纳米氧化物涂层的研究现状13-15
• 1.4.1 电火花沉积及国内外研究现状13-14
• 1.4.2 激光熔覆技术及国内外研究现状14-15
• 1.5 研究内容、重难点及创新点15-17
• 1.5.1 课题的提出15
• 1.5.2 研究内容15-16
• 1.5.3 创新点16-17
• 第二章 仪器与表征设备17-18
• 第三章 Ni-ZrO_2涂层的制备及表征18-33
• 3.1 引言18
• 3.2 实验部分18-20
• 3.2.1 主要试剂18
• 3.2.2 ZrO_2纳米粉体和 Ni-ZrO_2涂层的制备18-19
• 3.2.3 ZrO_2纳米粉体和 Ni-ZrO_2涂层的性能测试及表征19-20
• 3.3 结果与讨论20-31
• 3.3.1 ZrO_2纳米粉体的 XRD 分析表征20-21
• 3.3.2 ZrO_2粉体和 Ni-ZrO_2涂层的微观结构分析21-23
• 3.3.3 电火花工艺参数对涂层质量及其厚度的影响23-26
• 3.3.4 涂层显微硬度及形貌表征26-28
• 3.3.5 涂层耐磨性能表征28-30
• 3.3.6 涂层的耐蚀性能表征30-31
• 3.4 本章小结31-33
• 第四章 Ni-Al_2O_3陶瓷涂层的制备及表征33-41
• 4.1 引言33
• 4.2 实验部分33-34
• 4.2.1 主要试剂33
• 4.2.2 Al_2O_3纳米粉体和 Ni-Al_2O_3复合涂层的制备33-34
• 4.2.3 Al_2O_3纳米粉体和 Ni-Al_2O_3复合涂层的性能测试及表征34
• 4.3 结果与讨论34-40
• 4.3.1 Al_2O_3纳米粉体的 XRD 分析表征34-35
• 4.3.2 Al_2O_3纳米粉体和 Ni-Al_2O_3复合涂层的微观结构分析35
• 4.3.3 涂层显微硬度及形貌表征35-37
• 4.3.4 涂层耐磨性能表征37-38
• 4.3.5 涂层的耐蚀性能表征38-40
• 4.4 本章小结40-41
• 第五章 Ni-ZTA 复合陶瓷涂层的制备及表征41-51
• 5.1 引言41
• 5.2 实验部分41-43
• 5.2.1 主要试剂41
• 5.2.2 ZTA 纳米粉体和 Ni-复合涂层的制备41-42
• 5.2.3 ZTA 纳米粉体和 Ni-ZTA 涂层的性能测试及表征42-43
• 5.3 结果与讨论43-50
• 5.3.1 ZTA 纳米粉体的 XRD 分析表征43
• 5.3.2 ZTA 纳米粉体和 Ni-ZTA 涂层的微观结构分析43-45
• 5.3.3 激光熔覆工艺参数对涂层质量的影响45-46
• 5.3.4 涂层显微硬度及形貌表征46-48
• 5.3.5 涂层耐磨性能表征48-49
• 5.3.6 涂层的耐蚀性能表征49-50
• 5.4 本章小结50-51
• 第六章 结论51-52
• 参考文献52-60
• 攻读硕士学位期间研究工作成果60-61
• 致谢61

【参考文献】

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1 ;Characterization and wear behavior of WC-0.8Co coating on cast steel rolls by electro-spark deposition[J];International Journal of Minerals Metallurgy and Materials;2009年06期

2 王建升;电火花沉积工艺及沉积层性能的研究[J];表面技术;2005年01期

3 梁晓峰,杨世源,尹光福;氧化锆增韧氧化铝陶瓷复合粉体的研究进展[J];山东陶瓷;2004年01期

4 杨昱,李英杰,许越;用溶胶-凝胶法制备保护涂层的研究进展[J];材料保护;2005年09期

5 杨咏来,宁桂玲,吕秉玲;液相法制备纳米粉体时防团聚方法概述[J];材料导报;1998年02期

6 高玉新;赵程;易剑;;电火花沉积Ni-Cr合金涂层的组织及性能[J];材料工程;2012年03期

7 朱世根,狄平,顾伟生,沈剑,吴贺龙;电火花表面强化层组织结构和性能的研究[J];材料科学与工艺;2003年03期

8 廖树帜,张邦维,刘新海,毛胜春,欧阳义芳,王玲玲,徐仲榆;热处理对ZrO_2纳米粉末粒度和结构的影响[J];稀有金属材料与工程;1998年05期

9 洪永昌;夏正文;;不同基材和涂层激光重熔表面改性的研究现状与进展[J];电焊机;2005年11期

10 赵金山;李静;;溶胶-凝胶法制备陶瓷材料研究进展[J];佛山陶瓷;2011年04期

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1 谢志勇;纳米氧化铝粉体的制备及其矿物相研究[D];中南大学;2002年

本文编号：878541