文档介绍：华南理工大学
硕士学位论文
固定网络增强的高性能复合涂层制备工艺
姓名:刘东阳
申请学位级别:硕士
专业:材料学
指导教师:吴建青
20040501
摘要大于湍バ员華痔岣吡—丁4柯敛阌牖宓慕岷鲜腔本研究通过超音速活性电弧喷涂和热浸镀等方法在低碳钢表面形成铝合层结构梯度变化,有相当高强度的网络结构氧化铝陶瓷层。然后再将聚合物涂料涂覆在其上面,形成金属材料、陶瓷材料、高分子材料组成的高性能复合涂层,该涂层综合利用了各种材料的优点,克服了仅仅使用单一金属、陶瓷、高分子材料所带来的不足。作者对在铝合金镀层上生成氧化铝膜的电化学方法和艺和条件,并采用湎哐苌浞治、扫描电镜分析⒌缱犹针湎呦晕⒎治鲆一显微硬度计、试验机、狝型漆膜划格仪、表面轮廓仪—所需的铝层厚度也越大,这样,陶瓷层的多孔层的孔洞就不会穿透到碳钢表面,造成钢材与铝合金界面的腐蚀。实验还发现陶瓷层的厚度随电流密度和氧化时间的增加而增大。陶瓷层“一级孔洞”的平均尺寸为陶瓷层表面粗糙度大于T谔沾刹惚砻娣⑾钟姓胱茨@词庑┠来石交织在陶瓷表面有利于提高涂层的韧性。陶瓷层中致密层的维氏显微硬度非常良好。在网络陶瓷层表面涂覆聚合物后构成复合涂层,陶瓷层与聚合物之间的结合属于机械嵌合,其结合强度比直接在钢表面涂覆提高了很多,耐磨性比纯聚合物材料提高了倍,耐腐蚀性比钢提高了倍。本论文金层,利用微弧氧化等化学方法在基体上生成底层致密表层多孔,由底层至表微弧氧化法进行了试验,重点研究了微弧氧化生成网络结构氧化铝陶瓷层的工学腐蚀仪、一ニ鸹燃际跻约跋喙匦阅懿馐允侄味愿春贤层的结构、性能和界面特征进行了较为深入和系统的研究。研究结果表明镀铝低碳钢微弧氧化成膜的必要条件是镀铝层必须致密、均匀、并且要有一定的厚度。铝层厚度与微弧氧化工艺有关,能量密度越大,主要由狝、籄、狝、无定型氧化铝及莫来石组成。从基体层到铝层到陶瓷层,氧元素和硅元素含量逐步增加。网络陶瓷层的孔洞是由超音速电弧喷涂形成的“一级孔洞”和微弧氧化形成的“二级孔洞”构成,左右,“二级孔洞”尺寸一般小于结合和化学结合,结合强度达梁吞沾刹闶粲诨Ы岷希岷锨慷纫还初步探讨了微弧氧化成膜和成孔的机理,分析了本项目研究的工艺制备增强涂层的经济性和优缺点。、电化猄,
关键诃:微弧氧化;热浸镀:超音速电弧喷涂;网络;氧化铝华南理工大学硕士学位论文Ⅱ
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作者签名:—迦掌冢赫0肽辍辉碌┤作者签名:之型丝日期:出衅』月旦日华南理工大学学位论文原创性声明学位论文版权使用授权书保密口,在——年解密后适用本授权书。本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡法律后果由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权华南理工大学可以将本学位论文的全部或部分内和汇编本学位论文。本学位论文属于不保密口。朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉啊獭导师签。
第一章绪论立题意义及研究内容钢铁因其强度高、韧性好、易加工、成本低等优点而成为工业中用量最大的一类金属材料。但其最大的缺点就是易腐蚀和磨损,往往因此造成巨大的经济损失。根据一些发达国家的统计,每年由于腐蚀造成的经济损失约占国民经济总产值的%。约有%的金属材料被腐蚀掉而无法回收。据年的统计表明,我国每年腐蚀掉的钢材达多万吨以上。多少年来,为了降低钢铁材料因腐蚀与磨损造成的损失,人们做了大量的研究与开发工作。因为腐蚀与磨损都始于材料表面,除了选用和研制高性能的整体钢铁材料外,采用表面工程技术提高钢材表面的耐磨性和耐腐蚀性,成为铁材料。若将一定厚度的陶瓷材料均匀布于钢铁材料表面,既可大大减轻钢铁的腐蚀和磨损。近年来人们常采用直接在钢铁表面喷涂陶瓷材料,取得了一定成效,但陶瓷材料熔点高,它与钢材表面的结合一般是简单的机械结合,结合丰富,原料成本相对较低,很受人们的亲睐。因此采用适当的方法在钢表面形料,这样就克服配色以及其它功能台勺实现问题。从而有望制备出既需要聚合物用量最大的阳极保护材料,适合于海洋环境。由此方法制备的涂层可用于火炮、装甲车及车载装备的表面,也可以用于舰船船体和舰载装备的表面,尤其适于需要聚合物涂覆又需要较高力学强度,耐磨性、抗冲击性和耐腐蚀性要求高的部件的防护。同时为钢材的