氧化铝颗粒表层镀镍及在铁基表面复合材料中的应用

摘要

该文研究了颗粒表层处理工艺,在该工艺的基础上获得了氧化铝表层镀镍颗粒,并采用真空负压铸渗工艺成功制备了氧化铝颗粒增强表面复合材料,改善和优化了复合工艺、铸造工艺;同时分析研究了氧化铝颗粒增强复合材料的微观组织、结构及性能,考查了不同颗粒粒度和不同体积分数的灰铁基复合材料的耐冲蚀磨损性能.目的是在前期工作的基础上,以氧化铝颗粒替代碳化钨,以期开发更有应用前途和经济价值的新型复合材料.为克服因氧化铝颗粒与金属熔液不浸润而难以获得具有一定厚度复合材料的问题,研究了陶瓷颗粒活化工艺及颗粒表层化学镀镍工艺,成功地解决了这一问题.在施镀工作中,深入研究了包括施镀时间、温度、装载量等外部因素对施镀过程的影响,然后对颗粒表面镀镍层的成分及表面形态进行了系统的分析和研究.结果表明,非活性陶瓷颗粒经粗化、活化、敏化、还原等处理后,在适当控制的化学镀液中可以得到厚度均匀,致密,呈光亮外观的镀镍层,同时需要严格控制影响施镀的各种外部因素;并在真空负压工艺下使用镀镍颗粒,成功获得了具有一定厚度的表面增强复合材料.在研究复合材料组织及性能过程中,将氧化铝和碳化钨增强表面复合材料进行了仔细的对比和分析.结果表明,经表层镀镍的氧化铝颗粒在与金属基体结合时,仍然存在一定的界面问题,影响了材料在生产中的大量应用,因此需要进一步改善表层处理工艺,提高氧化铝颗粒与基体的浸润性,以更好地满足实际生产的需要.

目录

昆明理工大学学位论文原创性声明

摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1选题背景

1.2 冲蚀磨损及其影响因素

1.2.1冲蚀磨损理论研究

1.2.2影响冲蚀磨损的因素

1.2.3冲蚀磨损工况下对材料的要求

1.3 颗粒增强金属基复合材料概论

1.3.1复合材料的定义、特点及分类

1.3.1颗增粒强金属基复合材料的研究现状

1.3.2颗粒增强金属基复合材料的发展前景

1.4 颗粒增强金属基复合材料设计原则

1.4.1基体材料的设计原则

1.4.2增强颗粒的设计原则

1.5 复合材料的界面

1.5.1界面的定义及重要性

1.5.2金属基复合材料的界面设计

1.6颗粒增强材料的制备工艺

第二章课题的提出和总体研究方案

2.1 课题提出的目的和意义

2.2课题研究方案

2.3涂层的确定

第三章表面镀镍氧化铝颗粒的制备

3.1 化学镀镍的基本原理

3.2 氧化铝颗粒的预处理

3.3 化学镀锦溶液的组成及作用

3.3.1化学镀液的组成

3.3.2各成分的作用

3.4施镀工艺

3.4.1镀液的配制

3.4.2镀液的特点

3.4.3施镀设备

3.5 实验结果与讨论

3.5.1影响镀层质量的工艺因素

3.5.2施镀时间与镀层厚度及镀速的关系

3.5.3镀层的表面形态分析

3.5.4镀层成分分析及其影响

第四章复合材料的制备及组织性能分析

4.1 复合材料的制备

4.1.1复合材料制备装置

4.1.2实验材料及工艺参数的确定

4.1.3工艺过程

4.1.4实验结果

4.2 复合材料组织及性能分析

4.2.1不同体积分数复合材料分析

4.2.2不同颗粒粒度复合材料分析

4.2.3复合材料界面分析

4.3 与WC颗粒增强复合材料组织及性能对比分析

第五章复合材料的冲蚀磨损性能研究

5.1 实验条件及方法

5.1.1冲蚀磨损实验机

5.1.2冲蚀磨损实验方法

5.1.3冲蚀磨损试样的制备

5.2 耐冲蚀磨损性能的评定

5.3 不同颗粒体积分数复合材料耐冲蚀损性能

5.3.1冲蚀磨损试验数据

5.3.2冲蚀磨损实验及结果分析

5.4 不同石英砂粒度下复合材料耐冲蚀损性能

5.5 实验结果及结果分析

第六章结论

参考文献

致谢