2024-t6铝合金表面镍/氧化石墨烯涂层的腐蚀和磨损性能研究

发布时间：2024-06-05 03:24

　　铝合金钻杆强度较大,而且耗能较低,具有质量轻、比强度高、钻井深度大、能耗低的优点,适合复杂的工况并且应用前景良好。但在工程应用中铝合金钻杆耐磨耐蚀性能差,尤其在盐水泥浆中常常导致铝合金钻杆腐蚀磨损失效,限制了钻井工程的发展。而氧化石墨烯具有良好的力学性能、耐腐蚀及耐磨损性能、为了提高铝合金的耐磨耐蚀性能,本文采用hummer’s法制备氧化石墨烯,在2024-t6铝合金上采用电镀技术制备镍/氧化石墨烯涂层,采用表面分析手段对涂层进行形貌、物相、元素组成和硬度等表面表征,并在模拟盐水泥浆中进行电化学腐蚀和腐蚀磨损实验,分析腐蚀和磨损规律,进而揭示铝合金钻杆的腐蚀和磨损机理。主要内容如下:(1)氧化石墨烯的红外光谱分析、SEM形貌和XRD物相测试结果表明所制备的氧化石墨烯为良好的片状形态结构。确定了2024-t6铝合金电镀镍和镍/氧化石墨烯复合涂层的最佳电流、电压、温度和时间。(2)采用SEM、EDS和XRD对涂层的形貌和物相进行表征,结果表明所制备的涂层表面晶粒致密均匀。对单纯镍涂层和镍/氧化石墨烯复合涂层对比分析,可以明显地观察出镍金属在试件表面均匀团聚生长,而石墨烯不均匀地吸附在镍涂层...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 铝合金钻杆的应用与特点
        1.1.1 铝合金钻杆的应用背景
        1.1.2 铝合金钻杆的腐蚀问题及危害
        1.1.3 铝合金钻杆的磨损问题及危害
    1.2 铝合金防腐蚀和磨损涂层的研究进展
        1.2.1 激光熔覆
        1.2.2 微弧氧化
        1.2.3 表面纳米技术
        1.2.4 化学镀
        1.2.5 电镀
    1.3 氧化石墨烯在防腐和耐磨涂层中的应用
    1.4 本论文要研究的主要内容
第二章 实验设备、方法及原理
    2.1 实验方案
    2.2 实验所用的设备
    2.3 氧化石墨烯的制备与表征
        2.3.1 氧化石墨烯的制备
        2.3.2 氧化石墨烯的表征
    2.4 2024-t6铝合金表面Ni/GO涂层制备与表征
        2.4.1 Ni/GO涂层制备
        2.4.2 Ni/GO涂层的表征
    2.5 腐蚀实验与腐蚀产物分析
        2.5.1 电化学腐蚀实验
        2.5.2 浸泡腐蚀实验
    2.6 2024-t6铝合金表面Ni/GO涂层的腐蚀磨损实验
第三章 2024-t6铝合金Ni/GO涂层的表面性能表征
    3.1 氧化石墨烯的表征
        3.1.1 氧化石墨烯的SEM形貌
        3.1.2 氧化石墨烯的红外光谱测试
        3.1.3 氧化石墨烯的XRD物相
    3.2 2024-t6铝合金Ni/GO涂层的表征
        3.2.1 涂层表面的SEM形貌
        3.2.2 EDS元素分析
        3.2.3 XRD物相
        3.2.4 涂层的表面硬
    3.3 本章小结
第四章 2024-t6铝合金Ni/GO涂层的腐蚀性能
    4.1 开路电位
    4.2 动电位极化曲线
    4.3 电化学阻抗谱
    4.4 腐蚀产物分析
        4.4.1 腐蚀后的微观组织和SEM
        4.4.2 腐蚀后的相组成
    4.5 本章小结
第五章 2024-t6铝合金Ni/GO涂层磨损性能
    5.1 摩擦系数
    5.2 磨损体积
    5.3 磨痕SEM表面形貌
    5.4 磨痕金相显微组织图
    5.5 Ni/GO涂层的腐蚀磨损机理
    5.6 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者及导师简介
北京石油化工学院 专业学位硕士研究生学位论文答辩委员会决议书



本文编号：3989580