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镁合金超声波纳米化学复合镀机理的研究

作　者: 罗楠
导　师: 温鸣
学　校: 河北工业大学
专　业: 材料学
关键词: AZ91D镁合金化学复合镀耐蚀性硬度镀速超声波
分类号: TG174.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

表面防腐是镁合金应用领域中现今研究最多的一个方面,而化学复合镀是表面防腐技术中最常采用的一种处理工艺,并以成本低、工艺简单、镀层厚度均匀以及可大面积镀覆等优点得到了广泛应用。本文以镁合金表面Ni-P- Al2O3复合镀层为主要研究对象,研究超声辅助对镀层性能各因素的影响,并总结其变化规律,以及对镀层形成过程的机理进行了研究。通过试验得出引入超声波的化学复合镀层明显比传统化学工艺下复合镀层形貌上来说更加均匀、致密、晶粒更加细化,同时反应更加激烈,沉积速度更快。在化学镀过程中使用超声波,镀层的硬度值、耐蚀性和镀速均随着震荡超声波功率和温度的提高而升高,达到最大值之后随之下降,功率适当提高有助于提高性能,但不能过高。温度60℃,超声波功率60W条件下Ni-P-Al2O3复合镀层性能达到最好,硬度达到439HV,点滴实验时间368s,与未加超声波的复合镀层相比点滴时间最大可延长116s,硬度可以提高282HV以上。复合镀层在镀态下为非晶结构的亚稳状态,经过200℃热处理,镀层部分晶化,但仍为非晶结构,耐蚀性和结合力达到最好;热处理温度超过300℃以后镀层发生了晶化转变,析出了金属间化合物Ni3P相、Ni₅P₂相和Ni相。经400℃热处理后,晶粒聚集长大,镀层晶化转变基本完成,随着热处理温度升高,晶体缺陷的增多,镀层性能变差。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-25
  1.1 镁及镁合金的特性和应用  9-14
    1.1.1 镁合金性能特点  10-11
    1.1.2 镁合金腐蚀的影响因素  11-12
    1.1.3 镁合金表面防护技术  12-14
  1.2 Ni-P 化学镀  14-18
    1.2.1 化学镀镍镀层结构与性能  14-16
    1.2.2 化学镀镍溶液组份的剖析  16-18
  1.3 纳米复合镀  18-21
    1.3.1 纳米颗粒基本性质  18-19
    1.3.2 纳米复合镀层的结构及性能特点  19
    1.3.3 纳米化学复合镀层的影响因素  19-21
  1.4 超声波化学复合镀的沉积机理  21-24
    1.4.1 化学复合镀的沉积机理  21-23
    1.4.2 超声波化学镀的作用  23-24
  1.5 本课题研究的内容及意义  24-25
    1.5.1 研究意义和目的  24
    1.5.2 研究内容  24-25
第二章实验方法及设备  25-32
  2.1 基体材料及实验步骤  25-29
    2.1.1 基体材料及其成分  25-26
    2.1.2 实验流程  26
    2.1.3 试验步骤  26-27
    2.1.4 预处理过程  27-28
    2.1.5 镀液成分  28-29
  2.2 实验设备与方法  29-32
    2.2.1 X 射线衍射分析  29
    2.2.2 扫描电子显微镜和能谱分析  29-30
    2.2.3 显微硬度分析  30
    2.2.4 耐蚀性检测  30-31
    2.2.5 场发射透射电子显微镜和能谱分析  31
    2.2.6 施镀速度的检测  31-32
第三章超声波对复合镀层的显微组织的影响  32-43
  3.1 超声波辅助下复合镀层的显微组织  32-42
    3.1.1 传统化学复合镀最佳工艺参数  32-34
    3.1.2 超声波化学复合镀最佳工艺参数  34-36
    3.1.3 最佳工艺条件下显微组织的对比  36
    3.1.4 不同施镀时间下超声辅助对显微组织的影响  36-38
    3.1.5 超声波功率对镀层组织形貌的影响  38-40
    3.1.6 超声波功率和施镀温度的关系  40-41
    3.1.7 复合镀层的TEM 形貌分析  41-42
  3.2 本章小结  42-43
第四章超声波对镀层性能的影响  43-57
  4.1 超声波引入对镀层硬度影响  43-48
    4.1.1 施镀温度对复合镀层硬度影响  43-44
    4.1.2 施镀温度对复合镀层耐蚀性影响  44-45
    4.1.3 超声波功率对镀层硬度影响  45-46
    4.1.4 超声波功率对镀层耐蚀性影响  46-47
    4.1.5 超声波功率对镀层镀速的影响  47-48
  4.2 超声波纳米化学复合镀机理的研究  48-56
    4.2.1 超声波化学复合镀镀层形成过程组织分析  48-52
    4.2.2 热处理温度对镀层结构的影响  52-55
    4.2.3 热处理温度对纳米复合镀层的影响  55-56
  4.3 本章小结  56-57
第五章结论  57-58
参考文献  58-62
致谢  62-63
攻读学位期间所取得的相关研究成果  63

镁合金超声波纳米化学复合镀机理的研究

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