钛合金可磨耗封严涂层的制备与性能研究

发布时间：2017-09-24 00:03

  本文关键词：钛合金可磨耗封严涂层的制备与性能研究

  更多相关文章： 钛合金 封严涂层 电偶腐蚀 电化学噪声 中性盐雾腐蚀

【摘要】：可磨耗封严涂层是应用在透平机械中的重要涂层,是气路闭合技术的方法之一。在机械工作时,可磨耗封严涂层既可以减小涡轮与叶片的距离,提高机械工作效率,又不损坏叶片。封严涂层粉料为多相材料,多采用热喷涂方法制备。热喷涂法制备封严涂层的特点是表面状态不均一,有一定数量的孔隙,并且夹杂着未熔化的金属颗粒及喷涂过程中产生的氧化物。孔隙会成为腐蚀介质渗入涂层内部的通道,使涂层加速腐蚀,降低机械使用过程的安全性。本文采用等离子喷涂的方法,在TC4钛合金基体上依次喷涂Ni Al涂层和Al BN涂层。应用电化学噪声发研究了在使用过程中,涂层与基体、涂层与涂层之间的电偶腐蚀行为,结合电化学测试方法、扫描电镜、金相测试及X射线衍射,对腐蚀性为、形貌及相组成等进行了研究。研究了该封严涂层体系盐雾腐蚀行为,结合扫描电镜和X射线衍射,分析腐蚀后涂层形貌及组成,采用极化曲线测试,研究盐雾腐蚀前后涂层耐蚀性能的变化。电化学噪声实验结果表明:TC4钛合金/Ni Al涂层和Ni Al涂层/Al BN涂层两对电偶的腐蚀行为有相似也有不同。两组电偶的腐蚀等级都是A级,属于允许偶接使用范围,并且阳极上的腐蚀类型均为点蚀。Ni Al涂层孔隙率在10%左右;作为阳极时,由于Ni和Al的电位不同,涂层自身存在电偶作用;腐蚀产物较致密,实验结束后,腐蚀产物堆积在涂层表面,堵塞涂层孔隙,涂层耐蚀性能略有提高。Al BN涂层的孔隙率在20%左右;由于BN是非金属绝缘相,作为阳极时,涂层自身没有电偶作用;涂层的腐蚀行为与铝类似,但是其多孔的性质和表面性质的复杂性又与金属Al不同;腐蚀产物松散且结合力差,实验结束后,腐蚀产物不易在涂层表面堆积,涂层耐蚀性能变差。噪声电阻Rn、极化电阻Rp及电荷转移电阻Rt具有一致性。中性盐雾实验表明:清洗干燥后,Ni Al涂层表面的腐蚀产物为Ni O,Al BN涂层表面的腐蚀产物为Al2O3。盐雾腐蚀后,Ni Al涂层耐蚀性略有增加,Al BN涂层耐蚀性明显减弱。Al BN涂层在含有大量腐蚀介质的环境中自身耐蚀能力差。
【关键词】：钛合金 封严涂层 电偶腐蚀 电化学噪声 中性盐雾腐蚀
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.3
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第1章 绪论13-28
• 1.1 研究背景13
• 1.2 钛及钛合金概述13-15
• 1.2.1 钛及钛合金的性能及特点13-14
• 1.2.2 钛合金的应用及发展14-15
• 1.3 热喷涂概述15-18
• 1.3.1 热喷涂技术的定义及分类15
• 1.3.2 热喷涂的特点15-16
• 1.3.3 等离子喷涂的原理及特点16-18
• 1.3.4 热喷涂技术在航空航天工业中的应用18
• 1.4 可磨耗封严涂层技术及研究现状18-20
• 1.4.1 可磨耗封严涂层技术18-19
• 1.4.2 可磨耗封严涂层材料研究及应用现状19-20
• 1.5 电偶腐蚀技术概述20-27
• 1.5.1 电偶腐蚀的定义及原理20-23
• 1.5.2 影响电偶腐蚀强度的因素23-24
• 1.5.3 电偶腐蚀的研究方法24-26
• 1.5.4 电偶腐蚀的防护措施26
• 1.5.5 封严涂层电偶腐蚀研究现状26-27
• 1.6 本课题的研究背景、意义及内容27-28
• 1.6.1 研究背景及意义27
• 1.6.2 研究内容27-28
• 第2章 可磨耗封严涂层的制备及实验处理方法28-39
• 2.1 验药品28
• 2.2 实验仪器28-29
• 2.3 实验材料29-31
• 2.3.1 基体材料29
• 2.3.2 涂层材料29-31
• 2.4 涂层制备工艺31-32
• 2.4.1 前处理工艺31
• 2.4.2 喷涂工艺31-32
• 2.5 封严涂层电偶腐蚀实验32-37
• 2.5.1 电偶腐蚀体系设32-33
• 2.5.2 实验方法33-35
• 2.5.3 电偶腐蚀实验数据处理35-37
• 2.6 中性盐雾实验37-39
• 2.6.1 中性盐雾实验测试37-38
• 2.6.2 组织形貌及成分分析38-39
• 第3章 封严涂层的电偶腐蚀性能分析39-60
• 3.1 TC4钛合金基体/NiAl涂层电偶腐蚀39-47
• 3.1.1 电化学噪声分析40-42
• 3.1.2 电偶腐蚀SEM形貌42
• 3.1.3 腐蚀产物物相分析42-43
• 3.1.4 电化学测试分析43-47
• 3.2 AlBN涂层/NiAl涂层电偶腐蚀47-55
• 3.2.1 电化学噪声分析48-50
• 3.2.2 电偶腐蚀SEM形貌50-51
• 3.2.3 腐蚀产物物相分析51
• 3.2.4 电化学测试分析51-55
• 3.3 极化曲线测试55-57
• 3.4 开路电位测试57
• 3.5 复合封严涂层截面形貌57-58
• 3.6 本章小结58-60
• 第4章 封严涂层的中性盐雾腐蚀结果与分析60-69
• 4.1 NiAl涂层中性盐雾腐蚀60-64
• 4.1.0 微观形貌及物相分析60-61
• 4.1.1 电化学测试61-64
• 4.2 AlBN涂层中性盐雾腐蚀64-68
• 4.2.0 微观形貌及物相分析64-65
• 4.2.1.电化学测试65-68
• 4.3 本章小结68-69
• 结论69-71
• 参考文献71-78
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果78-79
• 致谢79-80

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨文彬;张立同;成来飞;华云峰;张钧;;金属有机物化学气相沉积法制备铱涂层的形貌与结构分析[J];稀有金属材料与工程;2006年03期

2 勾昱君;刘中良;;优化抑霜涂层的实验研究[J];陶瓷研究与职业教育;2006年01期

3 朱佳;冀晓鹃;揭晓武;史明;;封严涂层材料及应用[J];材料开发与应用;2008年04期

4 斯蒂芬·H·加里法里尼;罗恩·巴纳斯;J·克里唐;龙克昌;;航天飞机用的高粘性涂层的研制[J];稀有金属合金加工;1981年04期

5 缪兴邦;水溶性织物涂层胶的合成[J];化学世界;1985年03期

6 陈斌,易茂中;封严涂层的抗冲蚀性与冲蚀速度的关系[J];中南工业大学学报;1998年04期

7 郑有新;浅谈涂层表面颗粒不良现象[J];材料保护;2001年04期

8 闫颖,石子源,刘国伟;锌铬膜涂层的制备研究[J];大连铁道学院学报;2002年04期

9 张琼,蔡传荣;钛阳极涂层溶蚀失效的研究[J];电子显微学报;2003年06期

10 刘夙伟;李曙;刘阳;;封严涂层材料及其可刮削性的评价[J];中国表面工程;2009年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 张琼;蔡传荣;;钛阳极涂层溶蚀失效的研究[A];第三届全国扫描电子显微学会议论文集[C];2003年

2 王颖;顾卡丽;李健;;智能变色涂层及其应用[A];第六届全国表面工程学术会议暨首届青年表面工程学术论坛论文集[C];2006年

3 单凯军;余文莉;徐四清;;家电环保涂层表面性能检测的研究[A];2007中国钢铁年会论文集[C];2007年

4 李金桂;;无机富锌涂层的诞生和应用[A];第二届全国重防腐蚀与高新涂料及涂装技术研讨会论文集[C];2004年

5 王允夫;陈小英;王红玲;;高温合金抗热震涂层研究[A];中国硅酸盐学会搪瓷分会2003年学术研讨会论文集[C];2003年

6 刘建华;李兰娟;李松梅;;铝合金早期腐蚀预警光基敏感涂层的研制[A];2004年材料科学与工程新进展[C];2004年

7 林达仁;;梅雨期涂层表面泛白现象及其防治[A];中国电子学会生产技术学会第三届化工学术年会论文汇编（下）[C];1991年

8 庞佑霞;刘厚才;郭源君;;有机复合弹性涂层材料的抗磨蚀实验研究[A];第七届全国摩擦学大会论文集（二）[C];2002年

9 付前刚;李贺军;黄剑锋;史小红;史波;李克智;;炭/炭复合材料磷酸盐涂层的抗氧化性能研究[A];第19届炭—石墨材料学术会论文集[C];2004年

10 王兴原;苗晓;胡志强;光红兵;顾祥宇;;改善无取向硅钢环保涂层表面特性的方法研究[A];高性能电工钢推广应用交流暨第五次全委工作（扩大）会专题报告及论文[C];2013年

中国重要报纸全文数据库 前6条

1 赵志玲;带卷粉末涂层新技术[N];世界金属导报;2012年

2 赵艳涛 曹垒 陈刚 孙亚娜;沙钢无取向硅钢涂层调试改进工艺[N];世界金属导报;2014年

3 华凌;美开发出智能过滤涂层[N];科技日报;2012年

4 莫文铸;防止衣服变脏科学家研制超疏液材料[N];中国纺织报;2013年

5 ;建筑幕墙用铝塑复合板[N];中国建材报;2008年

6 王烁 王奇 陈运法;玻璃幕墙专用纳米自清洁涂层的研究[N];中国建材报;2006年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 蒲泽林;电热爆炸喷涂法制备亚微米晶涂层的研究[D];华北电力大学（北京）;2005年

2 檀琳;非共价键合聚合物抗污涂层的制备及应用研究[D];中国科学技术大学;2015年

3 黄群武;耐候性太阳选择性吸收涂层的研究[D];天津大学;2007年

4 刘红兵;等离子复合渗技术制备氧化物阻氚涂层及其性能研究[D];南京航空航天大学;2010年

5 陈春燕;新型固相微萃取涂层的制备及其在环境分析中的应用[D];湖南大学;2013年

6 吴王平;<110>织构铱涂层结构与性能研究[D];南京航空航天大学;2013年

7 石永敬;镁合金表面磁控溅射沉积Cr基涂层的结构与特性研究[D];重庆大学;2009年

8 刘爱华;PVD氮化物涂层的高温摩擦磨损特性及机理研究[D];山东大学;2012年

9 江凡;铜合金基体上电沉积钨涂层及其性能研究[D];北京科技大学;2015年

10 马克娜;纯钛种植体表面壳聚糖/明胶功能性涂层的构建及性能研究[D];武汉大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 陈喜娟;两种耐磨涂层的组织结构表征及性能研究[D];西安石油大学;2015年

2 段晋辉;WS_2-TiB_2固体润滑涂层的制备及性能研究[D];昆明理工大学;2015年

3 王昊;连续高频感应真空熔覆技术研究[D];青岛理工大学;2015年

4 赵亚穷;聚碳酸酯透明件/纳米TiO_2涂层的耐紫外老化及环境应力开裂行为研究[D];郑州大学;2015年

5 王有维;铝电解槽TiB_2阴极涂层的制备及其性能研究[D];昆明理工大学;2015年

6 辛欣;Ti(Cr)SiC(O)N涂层表面改性硬质合金及热处理对其机械性能的影响[D];西南交通大学;2015年

7 刘玉洁;铜介导的多酚涂层用于心血管材料表面改性的研究[D];西南交通大学;2015年

8 姚竟迪;土壤模拟液中三种涂层的腐蚀电化学行为研究[D];大连海事大学;2015年

9 牛永辉;结晶器CuCrZr铜板表面超音速等离子喷涂Cr_2O_3-TiO_2涂层的组织与性能[D];西安建筑科技大学;2015年

10 薛绘;聚酰亚胺涂层胶的制备与性能[D];南京理工大学;2015年

，

本文编号：908196