【摘 要】
:
超音速火焰喷涂制备的Cr3C2-NiCr金属陶瓷涂层以其较低的孔隙率,良好的耐磨、耐腐蚀性能被广泛用作耐腐蚀磨损的防护涂层。本文针对于常规微米结构涂层孔隙率较高,显微硬度、结合强度较低和纳米结构涂层在喷涂过程中易发生团聚与脱碳现象等常见问题,创新性地提出了微/纳结构Cr3C2-NiCr金属陶瓷涂层的设计制备和腐蚀磨损行为研究,研究了微/纳结构喷涂喂料及涂层的制备方法,探究了不同纳米Cr3C2晶粒含
论文部分内容阅读
超音速火焰喷涂制备的Cr3C2-NiCr金属陶瓷涂层以其较低的孔隙率,良好的耐磨、耐腐蚀性能被广泛用作耐腐蚀磨损的防护涂层。本文针对于常规微米结构涂层孔隙率较高,显微硬度、结合强度较低和纳米结构涂层在喷涂过程中易发生团聚与脱碳现象等常见问题,创新性地提出了微/纳结构Cr3C2-NiCr金属陶瓷涂层的设计制备和腐蚀磨损行为研究,研究了微/纳结构喷涂喂料及涂层的制备方法,探究了不同纳米Cr3C2晶粒含量制备的微/纳结构涂层在不同载荷与介质下的腐蚀磨损行为,以期为发展耐蚀/耐磨损性能更佳的Cr3C2-NiCr金属陶瓷涂层提供理论数据和技术支持。本文设计了微米Cr3C2晶粒与纳米Cr3C2晶粒的不同配比,制备了对应的四种不同纳米Cr3C2晶粒添加量的微/纳结构Cr3C2-NiCr喷涂喂料,探究了不同参数下喷涂喂料的物理特性,并选用恰当的喷涂参数,利用超音速火焰喷涂技术制备了四种微/纳结构Cr3C2-NiCr涂层,研究了不同微米Cr3C2晶粒与纳米Cr3C2晶粒的配比对Cr3C2-NiCr涂层的组织结构、力学性能,以及在不同载荷、不同介质中的腐蚀磨损行为。主要研究结果如下:(1)探究了不同工艺参数对喷涂喂料物理特性的影响,并据此制备了四种纳米Cr3C2晶粒添加量不同的微/纳结构Cr3C2-NiCr涂层,研究了涂层的机械性能。结果表明:当浆料固含量为35%,粘结剂含量为3%,进风温度为300℃时,所制备的喷涂喂料的物理性能最佳,其中值粒径、松装密度、流动性分别达到了 35.5μm,2.2g·cm-3和35s·50g-1,适合用于超音速火焰喷涂;涂层主要包含Cr3C2硬质相、NiCr粘结相,未检测到明显脱碳;当纳米Cr3C2晶粒添加量为30%~50%时,随着纳米Cr3C2晶粒含量的增加,涂层的显微硬度、结合强度随之上升,孔隙率逐渐下降,而当纳米Cr3C2晶粒含量达到60%时,纳米粒子含量过多而引起涂层内部团聚,机械性能降低,其中当纳米Cr3C2晶粒添加量为50%时,涂层的机械性能最佳,此时涂层的显微硬度、结合强度以及孔隙率分别达到了 1124.6HV0.3、79.6MPa和0.30%。(2)考察了四种微/纳结构Cr3C2-N iCr涂层与常规微米结构涂层在去离子水中的腐蚀磨损行为,揭示了微/纳结构Cr3C2-NiCr涂层在3.5%NaCl溶液和人工海水中的腐蚀磨损行为。结果表明:相较于微米结构涂层,微/纳结构涂层在去离子水中的体积磨损率降低了 95%以上,在静态腐蚀与腐蚀磨损状态下的开路电位相对于微米结构涂层也分别正移了约0.12V~0.2V与0.02V~0.1V;对比涂层在人工海水中的腐蚀电流密度,其在3.5%NaCl溶液中更低,其腐蚀电流密度的对数最低可至-5.49A/cm2,并且当纳米Cr3C2晶粒含量较高(50%)时,因其较为良好的机械性能,使得其耐磨耐腐蚀性能达到最佳,除此之外,所有涂层的磨损表面在不同介质下均未观察到大面积的涂层剥落、犁沟或是点蚀等剧烈磨损或腐蚀的特征。(3)探明了不同摩擦工况(载荷、介质种类)对微/纳结构Cr3C2-NiCr涂层的电化学腐蚀与摩擦磨损性能的影响;探讨了电化学腐蚀与摩擦磨损的协同交互作用与腐蚀磨损机制。研究表明:随着载荷的增大,涂层的磨损程度因剪切应力的增大而增大,同时涂层的开路电位也由于涂层表面钝化膜更易遭到破坏而呈现出负移的变化趋势;其中当纳米Cr3C2晶粒添加量为50%时,涂层在0.2M NaOH溶液与0.2M HC1溶液中的体积磨损率以及动态磨损状态下的腐蚀电流密度的对数分别达到了 1.98×10-8、2.12×10-8 mm3/N·m和-5.28、-5.12A/cm2,其在0.2M HCl溶液中磨损形貌表现出了较大程度的磨损与腐蚀产物的积聚,表明微/纳涂层在NaOH溶液中的耐磨、耐腐蚀性能更加良好,这与其生成的表面膜更耐NaOH溶液腐蚀有关。
其他文献
十三届全国人大五次会议上,政府大力倡导企业完善资产管理安排,并鼓励企业尽快完成数字化转型,释放数据要素潜力,以防范化解风险、激发企业内生发展积极性。同时,全球疫情所引发的经贸形势恶化已成为掣肘企业可持续发展的重大阻碍,加之中美贸易摩擦升级、国内经济下行压力加大等众多负面影响,企业平稳健康有序运营面临严峻挑战。同时伴随企业发展阶段的提升,自身资产规模、管理链条、层级主体及业务流程体量均快速增加,极易
青瓷釉是以铁作为着色元素,还原气氛下烧成的一类瓷器。纵观古青瓷,汝窑、耀州窑,龙泉窑等诸多窑口在我国南北地区都拥有过璀璨的历史。因烧成工艺以及含铁量与含铁矿物原料的不同,青瓷在不同地域表现出不同的釉色特征。当今陶瓷行业,已有使用色料作为着色剂制备青瓷的方法,但其复杂的制备工艺、环境的危害性和单调的色泽难以符合人们的使用和审美需求。而传统矿物原料,不仅能够实现对古青瓷釉色的高度重构,而且可以充分利用
“文本互涉”理论强调“任何文本都是对另一文本的吸收和改编”,它为文本与文本之间搭建了一座“桥梁”,拓展了文本解读的视野,为古诗词阅读教学注入了新的力量,突破了传统的单篇阅读教学方式,打破了单一化、碎片化的古诗词阅读教学的桎梏,帮助文本的解读由此及彼,走向深化。本文基于“文本互涉”理论,并结合《声声慢》这首词,从作者、作品、读者以及历史背景四个不同角度出发,对话意象互文本、主题互文本、经典评论互文本
宁东地区是宁夏回族自治区政府最大的煤泥堆积区域,大量煤泥堆积对环境造成极大危害,因而对宁东地区煤泥综合利用研究比较迫切。本论文以宁东地区煤泥为原料,制备Al2O3-SiC陶瓷,实现煤泥高技术利用目的。拟解决的关键问题包括有机质反应机理和煤泥中SiC晶须生成机理。本文选取枣泉矿区、宝丰矿区、红柳矿区、羊场湾矿区和梅花井矿区煤泥为研究对象,深入分析这五个矿区煤泥矿物成分、化学成分及有机质成分。采用碳热
水性聚氨酯(WPU)是一种环境友好型聚合物,其具备良好的低温柔韧性、优异的耐磨性和机械性能,在涂料、粘合剂、皮革、电子、汽车、生物材料和其它消费品中具有广泛的商业应用。随着先进技术的发展,人们多次尝试制备高性能WPU,特别是改善其热性能。提高WPU热性能的有效途径是在合成过程中引入各种芳环结构,如联苯、萘、芴、杂环等。含有芴环(Cardo)的化合物通常具有优异的耐热性、力学性能和高透明度。本文主要
空气湿度是人体感官舒适性的重要影响因素,而挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,VOC)则会对人体健康产生严重危害,并受到严格限制。因此,湿度与VOC传感对于空气质量监控与人类健康至关重要。传统的湿度与VOC传感多基于金属或金属氧化物,刚性强且大部分需要在较高温度下(大于100℃)工作。柔性传感器具有良好的柔韧性,可以舒适地贴附在人体上,具有便携可穿戴的特点,可方
热电发电器件可在不利用任何机械传动装置的情况下将热能直接转化为电能。因此其可在静音状态下利用环境中的废热发电,达到提升能源利用效率来节约能源的目的。而制约热电发电器件大规模应用的因素是其能源转换效率太低,因此就需要改善热电材料的热电性能来提升其能源转换效率。单晶SnSe是目前热电性能优越的热电材料之一,但因其制备难度大,所需设备昂贵且较易解离等缺点限制了单晶SnSe规模化应用。因此尝试利用较易制备
柔性应变传感器能够将形变转换为电信号,可对外力引起的压缩或拉伸进行实时监测,在新一代智能电子产品中具有巨大的应用潜力,如软体机器人、人机交互、人体运动检测和健康监测等。传统的柔性应变传感器以聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚氨酯(PU)、聚酰亚胺(PI)等合成高分子作为基底,虽然它们具有优异的柔韧性、良好的热稳定性和化学稳定性等优点,但是它们难以降解,会造成一系列的环境问题,且该类材料的透气性较差,不
锂硫电池因拥有高的理论比容量(1675 mAh·g-1)和能量密度(2600 Wh·kg-1),并且单质S含量丰富、环境友好,被认为是下一代二次电池体系的主要发展方向之一。然而,传统电池隔膜无法抑制可溶性多硫化物的穿梭,使得锂硫电池的寿命大大降低,甚至引起安全隐患。因此本文利用不同微观形态的氧化锌(ZnO)与碳(C)的复合,增加了活性物质的催化速率,并通过钴单质(Co)的强化,提高了化学/物理吸附
高熵陶瓷作为近几年新兴的高熵陶瓷材料,在诸多方面有着极大的应用前景。(MgCoNiCuZn)O高熵陶瓷作为最先被提出的高熵陶瓷体系,其具有较好的相稳定性与力学性能,这引起了科研工作者们的关注。本论文系统研究了通过不同烧结方式制备的(MgCoNiCuZn)O高熵陶瓷的物相组成与微观结构,及其在不同工况条件下的摩擦学行为;研究了热处理时间对(MgCoNiCuZn)O高熵陶瓷的物相组成及摩擦学行为的影响