鑄鋁是目前使用最為廣泛的活塞材料,使用過程中易發(fā)生燒蝕、熱開裂等行為,導致活塞失效。通過硬質(zhì)陽極氧化、氣隙隔熱等表面防護技術(shù)能夠一定程度解決活塞的耐熱問題。天然氣發(fā)動機工作時燃燒室內(nèi)溫度比普通燃油發(fā)動機高150℃左右,傳統(tǒng)的表面處理技術(shù)己不能滿足活塞的使用要求。本課題采用微弧氧化技術(shù)在鋁活塞材料表面制備具有隔熱性能的CeO2微粒摻雜微弧氧化陶瓷膜層,為鋁合金活塞滿足天然氣發(fā)動機的使用要求提供技術(shù)支持。本課題采用ZL108鋁合金活塞材料為研究對象,通過正交試驗的方法,研究了復合電解液的主鹽濃度(Na3P04濃度和Na2Si03濃度)、電流密度、氧化時間和占空比對ZL108鋁合金微弧氧化膜層基本性能的影響。通過極差分析得到了各因素對膜層硬度和厚度影響規(guī)律:隨Na3P04濃度增加,膜層硬度逐漸升高,厚度逐漸降低;隨Na2SiO3濃度、電流密度、氧化時間和占空比增加,膜層硬度先增高后降低,而膜層厚度則不斷上升。方差分析結(jié)果顯示Na3P04濃度對膜層硬度有顯著的影響,氧化時間對膜層厚度具有顯著的影響。綜合兩項分析結(jié)果,本實驗條件下ZL108鋁合金微弧氧化膜綜合性能最佳的工藝參數(shù)為:Na3P04 ...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋁合金活塞材料研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 鋁活塞的應用缺陷
    1.3 鋁合金活塞表面熱防護技術(shù)
        1.3.1 陽極氧化技術(shù)
        1.3.2 激光重熔處理
        1.3.3 氣隙隔熱技術(shù)
        1.3.4 陶瓷纖維增強技術(shù)
        1.3.5 等離子噴涂陶瓷技術(shù)
    1.4 微弧氧化技術(shù)研究進展
        1.4.1 微弧氧化膜層擊穿機理研究
        1.4.2 微弧氧化膜層性能影響因素
        1.4.3 鋁硅合金微弧氧化研究
    1.5 微弧氧化耐熱涂層研究
    1.6 本課題研究內(nèi)容
第2章 實驗材料及測試方法
    2.1 引言
    2.2 實驗材料及設(shè)備
        2.2.1 實驗材料及預處理
        2.2.2 實驗設(shè)備及藥品
    2.3 微弧氧化工藝優(yōu)化及檢測方法
        2.3.1 微弧氧化膜層制備
        2.3.2 微弧氧化試樣后處理
        2.3.3 微弧氧化膜層基本性能檢測方法
    2.4 CeO₂摻雜微弧氧化膜層制備及檢測方法
        2.4.1 CeO₂摻雜微弧氧化膜層制備
        2.4.2 CeO₂摻雜微弧氧化試樣后處理
        2.4.3 CeO₂摻雜微弧氧化膜層特性檢測方法
第3章 微弧氧化工藝研究結(jié)果及分析
    3.1 引言
    3.2 正交實驗設(shè)計
        3.2.1 正交實驗因素范圍設(shè)定
        3.2.2 正交實驗表的設(shè)定
    3.3 正交實驗結(jié)果
    3.4 正交實驗硬度結(jié)果分析
        3.4.1 極差分析
        3.4.2 方差分析
    3.5 正交實驗厚度結(jié)果分析
        3.5.1 極差分析
        3.5.2 方差分析
    3.6 正交實驗最佳工藝確定
    3.7 結(jié)論
第4章 CeO₂摻雜改性對微弧氧化膜層特性影響
    4.1 前言
    4.2 改性微弧氧化膜層基本性能檢測
        4.2.1 氧化電壓-時間曲線
        4.2.2 硬度與厚度檢測
        4.2.3 粗糙度測試
        4.2.4 膜層結(jié)合力測試
        4.2.5 膜層耐蝕性測試
    4.3 改性微弧氧化膜層表截面形貌、元素成分和相組成分析
        4.3.1 微弧氧化膜表面形貌及元素分布
        4.3.2 微弧氧化膜截面形貌及元素分布
        4.3.3 微弧氧化膜層的相組成
    4.4 CeO₂摻雜改性對微弧氧化膜層耐熱性能的影響
        4.4.1 膜層抗熱震性能
        4.4.2 膜層高溫抗氧化性能
        4.4.3 膜層隔熱性能
    4.5 CeO₂微粒摻雜機理探討
    4.6 結(jié)論
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 建議
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及科研成果



本文編號：3800593