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Ni-P/纳米SiO2复合镀层耐蚀及强化冷凝传热性能研究

作　者: 曾斌
导　师: 侯峰
学　校: 华东理工大学
专　业: 化工过程机械
关键词: 复合镀 纳米SiO2 耐蚀性能 露点腐蚀 滴状冷凝
分类号: TG174.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


将纳米粒子引入金属镀层中,会赋予镀层优异的物理及化学性能,本文通过将纳米Si02粒子加入化学镀液中,制备Ni-P/纳米SiO2复合镀层,并对其耐蚀性能和强化冷凝传热性能进行了实验研究。本文首先通过添加表面活性剂和超声机械搅拌的方法解决了复合镀液不稳定、纳米粒子分散难的施镀问题。然后通过浸泡实验和电化学腐蚀实验对Ni-P/纳米SiO2复合镀层的耐蚀性能进行了评价,结果表明由于复合镀层比普通Ni-P化学镀层更加致密,耐蚀性能大幅度提高,在硫酸露点腐蚀环境下,复合镀层的腐蚀速率比普通化学镀层降低了33.5%,腐蚀速率仅为SS316不锈钢的十分之一。竖直平板表面冷凝传热实验结果表明,镀层表面形成了完全的滴状冷凝传热形态,复合镀层的冷凝传热效果比普通化学镀层更好,在低过冷度(2.5K)下,普通Ni-P化学镀层表面传热系数比膜状冷凝理论计算值提高了4倍,Ni-P/纳米SiO2复合镀层表面传热系数提高了近5倍。镀层的非晶态结构是促进镀层表面滴状冷凝传热模式形成的主要原因。当镀层通过热处理晶化后,表面呈现滴膜共存的冷凝传热形态。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
目录  7-10
第1章 绪论  10-20
  1.1 选题背景及意义  10-12
  1.2 表面防腐技术的研究现状  12-14
  1.3 复合镀的研究现状  14-17
    1.3.1 复合镀的机理研究  15-16
    1.3.2 复合镀层耐腐蚀性研究  16-17
  1.4 冷凝强化表面改性技术研究进展  17-19
    1.4.1 现有冷凝强化表面改性技术  17-18
    1.4.2 复合沉积技术强化冷凝表面研究  18-19
  1.5 本文研究内容  19-20
第2章 Ni-P/纳米SiO_2复合镀工艺研究和性能分析  20-30
  2.1 引言  20
  2.2 纳米SiO_2的性质  20-21
  2.3 复合镀层的制备  21-22
  2.4 Ni-P/纳米SiO_2复合镀层工艺优化  22-27
    2.4.1 纳米SiO_2粒子分散方法研究  22-24
    2.4.2 纳米SiO_2的加入对镀液稳定性的影响  24-25
    2.4.3 复合镀液中纳米SiO_2添加量的确定  25-27
    2.4.4 其他工艺参数的选择  27
  2.5 复合镀层的组织结构与性能  27-29
    2.5.1 复合镀层的微观形貌  27-28
    2.5.2 复合镀层的成分分析  28
    2.5.3 复合镀层的组织分析  28-29
  2.6 本章小结  29-30
第3章 Ni-P/纳米SiO_2复合镀层耐蚀性能研究  30-50
  3.1 引言  30
  3.2 复合镀层耐均匀腐蚀性能研究  30-33
    3.2.1 实验原理与方法  30-31
    3.2.2 镀层在5%H_2SO_4溶液中的浸泡实验结果与分析  31-32
    3.2.3 镀层在3.5%NaCl溶液中的浸泡实验结果与分析  32-33
  3.3 复合镀层极化行为研究  33-36
    3.3.1 实验原理与方法  33-34
    3.3.2 镀层在5%H_2SO_4溶液中的极化行为  34-35
    3.3.3 镀层在3.5%NaCl溶液中的极化行为  35-36
  3.4 复合镀层交流阻抗行为研究  36-43
    3.4.1 实验原理与方法  37
    3.4.2 镀层的交流阻抗行为特性  37-38
    3.4.3 镀层的交流阻抗特性随浸泡时间的变化  38-43
  3.5 复合镀层抗硫酸露点腐蚀性能研究  43-48
    3.5.1 实验装置  44-45
    3.5.2 实验过程  45-46
    3.5.3 实验结果分析  46-48
  3.6 纳米SiO_2粒子强化镀层耐蚀性能的机理分析  48-49
  3.7 本章小结  49-50
第4章 Ni-P/纳米SiO_2复合镀层表面强化冷凝传热研究  50-63
  4.1 引言  50
  4.2 镀层表面冷凝试样制备  50-52
  4.3 镀层表面冷凝传热实验  52-53
    4.3.1 冷凝传热实验装置  52
    4.3.2 实验数据处理与系统可靠性检验  52-53
  4.4 冷凝传热实验结果分析  53-57
    4.4.1 镀层表面冷凝传热行为可视化分析  53-55
    4.4.2 镀层表面冷凝传热特性分析  55-57
  4.5 镀层表面强化冷凝传热原因分析  57-61
    4.5.1 镀层表面润湿性能分析  57-60
    4.5.2 镀层晶化后的冷凝传热性能  60-61
  4.6 本章小结  61-63
第5章 结论和展望  63-64
  5.1 结论  63
  5.2 展望  63-64
参考文献  64-68
致谢  68-69
在读期间发表的论文及专利  69
  发表论文  69
  发明专利  69

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 金属腐蚀与保护、金属表面处理 > 腐蚀的控制与防护 > 金属表面防护技术
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