文档介绍：Classifled Index:TB :620 Southwest Jiaotong University MasterDegree Thesis M11IIIIIIillIIIIilllIIIIlllll Y25771 12 PREPARATION OF NANO STRUCTURAL CERAMICS 0INMETAL SI爪FACE AND THE TIUBOLOGICAL PERFORMANCE Grade:2011 Candidate:Chen JunYan Academic Degree Applied for:Master ofEngineering Speciality:Materials engineering Supervisor: Bo May,16,2014 西南交通大学学位论文版权使用授权书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。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于 ,在年解密后适用本授权书; 。学位译文作者签名:咏姣指导老师签名:l,办雄日期::伽,。,f 西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下: ,通过控制不同的时间制备不同厚度的镀层。 ,分别采用硫酸体系、草酸体系和磷酸体系阳极氧化。对于不同的电解质,分别采取不同的电压进行阳极氧化,制备不同管径的氧化铝纳米管。 ,热浸镀铝试样为最厚镀层的样品,而阳极氧化试样则选择草酸体系阳极氧化得到的试样。考察前后摩擦系数的变化和磨损程度。本人郑重声明:所呈交的学位论文,是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名:傈做眺川怕‘(7 西南交通大学硕士研究生学位论文第l页摘要钛及钛合金由于其具有良好的生物相容性而成为骨组织常用的植入物之一,目前各类研究者在钛及钛合金的表面改性方向投入了大量的研发和设计工作。由于钛及钛合金的摩擦因素大,耐磨性较差,对微动磨损与粘着磨损敏感高,使其在使用寿命上大大降低,而当今传统的钛表面改性方法只能形成数微米至十几微米的薄膜,这样的薄膜显然无法满足某些使用要求,因此就需要寻求更好的方法来提高钛表面的耐磨性。钢铁材料的表面改性方法众多且成熟,如果将已应用在传统钢铁材料的改性方法运用在钛及钛合金上,结合钛及钛合金的自身特点,研究新型的表面改性方法,进一步提高钛表面膜的厚度与强度,则能在很大程度上提高钛的耐磨性。本文采用钛热浸镀铝和阳极氧化的工艺方法相结合,在钛表面形成一层纳米氧化铝陶瓷层,研究其前后的耐磨性差异。通过钛热浸镀铝在钛表面浸镀铝层,控制浸镀时间(3min、4rain、5min、7min、 10min)可制得不同厚度的镀层。采用扫描电子显微镜(SEM)观测试样表面形貌, 发现表面镀层均一、连续,对试样断面进行观测得到镀层厚度(15pro、21pro、 28ttm、43ttm、86ttm),发现随着浸镀时间的增加镀层厚度增大。并利用X射线衍射仪、台阶仪、接触角测试仪、硬度仪及万能试验机等分析了试样表面成分与晶体结构、表面粗糙度、表面能、表面硬度及镀层与基体结合强度等。结果表明镀层粗糙度明显增大,其亲水性无明显变化,结合强度达到40MPa,显示出了铝镀层与基体的良好结合能力。选取镀层最厚的样品进行阳极氧化工艺,分别采用硫酸体系、草酸体系和磷酸体系阳极氧化。对于不同的电解质,分别采取不同的电压进行阳极氧化,即18V、40V 和60V,采用SEM观测各试样表面形貌,发现得到的纳米孔平均直径分别为10rim、 30rim及80rim。通过对氧化层的粗糙度及接触角分析,发现随着纳米孔径的增大,粗糙度及亲水性展现了上升的情况,显微硬度和纳米硬度增大较明显,体现了氧化铝纳米孔层的硬度特性,氧化铝纳米孔层与底材的结合强度由于多孔性的存在而降低。对热浸镀铝试样与阳极氧化试样进行摩擦试验,热浸镀铝试样为最厚镀层的样品,而阳极氧化试样则选择草酸体系阳极氧化得到的试样。在室温条件下,以GCrl5 轴承钢球作为摩擦副与试样平面接触进行往复式对磨,所加载荷为10N,分别在干摩西南交通大