收藏本站
收藏 | 论文排版

镁合金微弧氧化原位生长陶瓷膜及其摩擦行为研究

苏培博  
【摘要】: 镁合金的耐磨性能较差,严重阻碍了其在工程中的应用,因而改善镁合金表面耐磨性能成为亟待解决的问题。本论文采用微弧氧化法在ZK60镁合金表面原位生长具有减摩耐磨作用的陶瓷膜层,以提高镁合金表面的耐磨性能,并研究其在不同环境下的摩擦机制,为ZK60镁合金在工程中的应用提供了技术支撑。 研究了电解液体系、电流密度、频率、占空比和反应时间对镁合金微弧氧化膜层硬度及摩擦性能的影响,通过优化工艺参数实现了所得膜层的构造和设计。以Na_3PO_4为电解液体系,当电流密度为12A/dm~2、频率为500Hz、占空比为15%、反应时间为5min时,所得膜层有最好的耐磨性能,膜层的纳米硬度为4.99GPa,摩擦系数为0.3左右,磨损率为1.27×10~(-5)mm~3/Nm。 研究了NaAlO_2、石墨掺杂以及NaAlO_2与石墨复合掺杂对镁合金微弧氧化膜层的硬度及摩擦性能的影响。结果表明,NaAlO_2掺杂、石墨掺杂以及NaAlO_2与石墨复合掺杂均能够提高膜层的硬度、降低膜层的摩擦系数,进而改善所得膜层的摩擦性能,其中NaAlO_2掺杂膜层的硬度和摩擦性能最好,当NaAlO_2掺杂浓度为4g/L时,膜层的纳米硬度为6.302Gpa,摩擦系数为0.25,磨损率为0.75×10~(-5)mm~3/Nm。通过对NaAlO_2掺杂膜层的结合力和冷热循环试验研究表明,所得膜层具有较好的结合力和抗冷热循环性能。 利用SEM、XRD、XPS和EDS等分析手段,对掺杂前后所得镁合金微弧氧化膜层表面形貌、相组成、元素成分及价态进行了分析。研究结果表明,所得膜层是由MgO为主晶相,并且表面存在大量分布均匀的微孔。NaAlO_2掺杂使膜层中出现了MgAl_2O_4相,而石墨掺杂通过EDS分析发现膜层中出现了石墨元素。 探讨了NaAlO_2和石墨掺杂所得镁合金微弧氧化膜层在不同机械参数和环境下的磨损机制。结果表明,在常温常压下石墨掺杂体系的膜层的摩擦系数随着载荷的增加而增大,随着滑动速度和磨损时间的增加而减小,随着磨损时间的增加,膜层由粘着磨损变为疲劳磨损;NaAlO_2掺杂体系的膜层的摩擦系数随着载荷及磨损时间的增加而增大,而随着滑动速度的增加而减小,磨损机制主要为粘着磨损。在真空环境下所得膜层的摩擦系数较常压下降低,且磨损较常温常压下更加严重。石墨掺杂膜层主要体现为磨粒磨损和疲劳磨损,NaAlO_2掺杂膜层主要体现为粘着磨损和磨粒磨损。在真空低温环境下,所得膜层的摩擦系数较真空常温环境下的摩擦系数有所升高,石墨掺杂膜层的主要磨损机制为粘着磨损向疲劳磨损的转变,NaAlO_2掺杂膜层的磨损机制主要为磨粒磨损和粘着磨损。无论是在大气环境下还是真空环境下,NaAlO_2掺杂微弧氧化膜层抗疲劳磨损的性能都优于石墨掺杂微弧氧化膜层。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李玉海;原瑜;徐博明;;电解液浓度对纯钛微弧氧化陶瓷膜结构的影响[J];特种铸造及有色合金;2011年07期
2 王小龙;阎峰云;王财栋;;SiC颗粒增强的AZ91D镁合金微弧氧化膜层的结构与性能研究[J];热加工工艺;2011年12期
3 郝国栋;李春彦;郝春丽;;双电极微弧氧化陶瓷膜层的制备[J];稀有金属材料与工程;2011年S1期
4 蒋永锋;杨华山;包晔峰;刘益阳;;镁合金微弧氧化陶瓷层表面的电泳成膜机理[J];中国有色金属学报;2011年07期
5 张玉凤;于维先;张影杰;王海瑞;;正向电流密度对纯钛表面氧化物陶瓷膜形态的影响[J];吉林大学学报(理学版);2011年04期
6 但敏;童洪辉;沈丽如;金凡亚;李炯;;微弧氧化-溶胶凝胶复合表面技术改善铝合金的耐腐蚀性能[J];材料热处理学报;2011年08期
7 王青;裴舒;白利红;武海玲;苗成;;铝合金微弧氧化膜白色斑点成因分析[J];兵器材料科学与工程;2011年04期
8 梅建伟;蒋云峰;喻绍森;;数字化大功率微弧氧化电源控制系统[J];电焊机;2011年08期
9 夏琦兴;姚忠平;张亚军;李梁梁;姜兆华;;镁合金微弧氧化陶瓷膜的组织结构及耐腐蚀性能[J];材料保护;2011年05期
10 邓建青;刘道新;唐长斌;张卿;;表面处理对TC16钛合金和18Ni钢电偶对的腐蚀防护[J];材料保护;2011年05期
11 周贵;侯晓蓓;张东衡;胡兆燕;;生物医用镁合金改性方法的比较[J];中国医疗器械信息;2011年08期
12 ;镁合金材料研发进展概况[J];中国科技信息;2011年16期
13 潘光华;;轻型环保陶瓷网纹辊的研究与实践[J];包装工程;2011年13期
14 郭美卿;范海南;杨志强;许鑫华;;镁合金支架双重可控释放涂层的制备及药物释放性能研究[J];材料导报;2011年10期
15 郝孝丽;龙剑平;林金辉;;镁基羟基磷灰石涂层生物复合材料的研究现状[J];中国非金属矿工业导刊;2011年04期
16 ;[J];;年期
17 ;[J];;年期
18 ;[J];;年期
19 ;[J];;年期
20 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孟凡科;艾东斌;张鸿领;;微弧氧化技术在摩托车铝合金缸体上的应用研究初探[A];第四届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C];2007年
2 夏浩;欧阳贵;;不同氧化时间对镁合金微弧氧化的影响[A];第九届全国转化膜及表面精饰学术年会论文集[C];2012年
3 岳高;廖正陶;;镁合金微弧氧化工艺与原理探讨[A];2002年材料科学与工程新进展(上)——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年
4 郝雪龙;孙泽明;;钛合金表面微弧氧化陶瓷膜的制备及其特性[A];全国有色金属理化检验学术报告会论文集[C];2011年
5 姜训勇;;NiTi合金微弧氧化的初步研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年
6 来永春;杜建成;施修龄;华洺;丁晓纪;;等离子体在微弧氧化中的作用[A];'2001全国荷电粒子源、粒子束学术会议论文集[C];2001年
7 郑宏晔;王永康;李炳生;韩高荣;;添加剂Na_2WO_4对铝合金微弧氧化陶瓷层的影响[A];TFC’03全国薄膜技术学术研讨会论文摘要集[C];2003年
8 刘万辉;薛文斌;鲍爱莲;;航空用高强铝合金微弧氧化陶瓷层的组织与性能[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
9 高玉周;严立;杜克勤;张世锋;高彬;;微弧氧化陶瓷膜的形貌及相组成分析[A];首届中国热处理活动周论文集[C];2002年
10 成夙;魏大庆;周玉;;氧化时间对微弧氧化钛表面含硅、钙、钠涂层的影响[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 苏培博;镁合金微弧氧化原位生长陶瓷膜及其摩擦行为研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 苏培博;镁合金微弧氧化原位生长陶瓷膜及其摩擦行为研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 翁文凭;镁合金板带铸轧凝固前沿控制及缺陷成形机理研究[D];上海大学;2012年
4 张欣盟;大面积铝合金局部放电微弧氧化及热阻隔膜层制备[D];哈尔滨工业大学;2011年
5 曹凤红;挤压坯预成形模压成形过程中镁合金组织与性能的演变[D];重庆大学;2010年
6 尚伟;AZ91D镁合金微弧氧化—溶胶凝胶复合膜层制备及其耐蚀性[D];中南大学;2011年
7 吕维玲;AZ91D镁合金微弧氧化膜制备的调控及膜层表征方法的研究[D];兰州理工大学;2010年
8 武淑艳;固相再生AZ31B镁合金的组织性能及氧化相表征[D];哈尔滨理工大学;2010年
9 刘妍;AZ91D镁合金微弧氧化工艺及成膜行为研究[D];浙江大学;2012年
10 杨威;反激式微弧氧化功率电源及其脉冲作用效能的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙明;工艺参数对镁合金表面处理的影响[D];北京交通大学;2010年
2 李佳庆;铝合金表面不同颜色微弧氧化陶瓷层的制备工艺研究[D];吉林大学;2011年
3 樊康乐;低热损耗镁合金微弧氧化工艺的研究[D];兰州理工大学;2010年
4 冯欣荣;多功能微弧氧化电源的设计[D];吉林大学;2004年
5 徐涛涛;镁合金微弧氧化陶瓷层形成机制及工艺研究[D];燕山大学;2011年
6 徐荣远;ZK60镁合金微弧氧化工艺及其膜层组织和性能研究[D];江苏科技大学;2010年
7 孟祥跃;钢铁基体铝锰合金镀层微弧氧化的研究[D];燕山大学;2010年
8 王廷剑;铝合金LC4微弧氧化膜制备及特性研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 王文琴;纳米TiO_2改性镁合金微弧氧化工艺的研究[D];吉林大学;2010年
10 郑浩;程控微弧氧化脉冲电源研制[D];兰州理工大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 陈岩;镁合金规模化应用迎来新机遇[N];中国有色金属报;2011年
2 记者 冯海波;医用镁合金极具发展前景[N];广东科技报;2011年
3 朱祖芳;镁合金表面处理技术日渐成熟[N];中国有色金属报;2006年
4 ;西安理工大学“十五”科技工作再创佳绩[N];陕西日报;2006年
5 曹佳音;镁行业5个项目获国家基金支持[N];中国有色金属报;2006年
6 青林;有色金属行业11个项目通过国家科技奖初评[N];中国有色金属报;2005年
7 记者  韩富斌;我省18个项目获得2005年度国家科学技术奖[N];陕西日报;2006年
8 柯昌万 王鸣琦;陕高校科研经费过百亿[N];中国有色金属报;2007年
9 昊泽;改善镁合金耐腐蚀性能研究取得新进展[N];中国建材报;2004年
10 ;四大环节点评镁[N];科技日报;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978