本文關(guān)鍵詞：低壓鑄造法制備鉛—鋼層狀復(fù)合材料的技術(shù)與性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《昆明理工大學(xué)》 2015年

低壓鑄造法制備鉛—鋼層狀復(fù)合材料的技術(shù)與性能研究

朱坤亮  

【摘要】：鉛-鋼層狀復(fù)合材料具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐腐蝕、導(dǎo)電性能良好以及電化學(xué)性能優(yōu)異等特點(diǎn),在電化學(xué)工業(yè)、核屏蔽等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用價(jià)值和開發(fā)前景。然而Pb及Fe存在熱力學(xué)非互溶性的問題,因此本文在前期課題組研究基礎(chǔ)上采用鉛錫合金作為媒介金屬來改善Pb和Fe的非互溶性問題。本文利用界面能量補(bǔ)償原理,在鉛及鋼之間引入過渡介質(zhì)鉛錫合金來降低Pb、Fe之間的結(jié)合自由能,即通過過渡介質(zhì)鉛錫合金與Pb、Fe之間的兩兩互溶性來解決Pb、Fe之間的兩兩難溶性的問題。采用液相與固相界面之間的表面張力Y-G-G方程對(duì)過渡介質(zhì)與鋼板之間的表面潤濕性進(jìn)行計(jì)算。利用熱浸鍍的方法制備鍍有過渡介質(zhì)鉛錫合金的鋼板,之后將鍍媒介合金鋼板放入鑄型中采用低壓鑄造復(fù)合法使鉛液進(jìn)入鑄型使二者復(fù)合,最終得到了鉛-鋼層狀復(fù)合材料。本文借助掃描電鏡(SEM)、能譜分析(EDS)等分析方法對(duì)鉛-鋼層狀復(fù)合材料界面的微觀組織與形貌、元素的濃度分布進(jìn)行了觀察及測(cè)試；借助X射線衍射(XRD)測(cè)試了鉛-鋼層狀復(fù)合材料的界面生成物相,對(duì)鉛/鋼低壓鑄造復(fù)合界面的形成機(jī)理進(jìn)行了分析研究；并利用四電子探針法、材料強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)以及電化學(xué)工作站等一系列分析方法,分別對(duì)鉛-鋼層狀復(fù)合材料的導(dǎo)電性能、界面之間的結(jié)合強(qiáng)度以及材料的電化學(xué)性能等綜合性能進(jìn)行了分析測(cè)試。得到如下主要結(jié)論：(1)利用Y-G-G方程及表面張力和熔點(diǎn)關(guān)系對(duì)過渡介質(zhì)Pb-60%Sn與基體的潤濕角進(jìn)行了計(jì)算,結(jié)果表明：過渡介質(zhì)Pb-60%Sn與鉛基體表面之間的潤濕角不大于39.9°,兩者之間具有良好的潤濕性；其與鋼基體表面之間的潤濕角大于109.1°,兩者之間具有較差的潤濕性。(2)鉛-鋼復(fù)合材料的界面微觀形貌、界面區(qū)各元素的濃度分布結(jié)果表明：充型溫度為380℃、410℃,鑄型溫度為150℃和200℃時(shí),由于溫度較為適當(dāng),鋼板上的鉛錫合金不會(huì)由于充型溫度和鑄型溫度過高而長時(shí)間處于熔化狀態(tài)從而被沖刷或由于重力原因?qū)е裸U錫合金層分布不均,也不會(huì)由于充型溫度和鑄型溫度過低而凝固較快,導(dǎo)致無法進(jìn)行擴(kuò)散反應(yīng),形成冶金結(jié)合。在這一溫度范圍內(nèi),各元素互擴(kuò)散量較大,鉛、鋼界面結(jié)合良好,采用在鋼基體表面涂覆助焊劑(NH4Cl:ZnCl2=1.6:1),使Pb-60%Sn與鋼基體之間的潤濕性得到了改善。界面結(jié)合區(qū)域由鉛側(cè)的α-Pb固溶體與β-Sn固溶體以及鋼側(cè)的三元合金Pb-Sn-Fe所組成。(3)鉛-鋼復(fù)合材料的物理導(dǎo)電性能及界面結(jié)合強(qiáng)度分析測(cè)試結(jié)果表明：試樣的電阻率均隨充型溫度和鑄型溫度的升高而呈現(xiàn)先降低后升高的變化規(guī)律,除A2、A3、B2、B3試樣的電阻率低于Pb-0.2%Ag的電阻率外,其他試樣均高于Pb-0.2%Ag的電阻率；抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)中縮頸以及斷裂區(qū)域都在Pb基體上出現(xiàn),說明鉛-鋼復(fù)合材料界面區(qū)的結(jié)合強(qiáng)度高于Pb基體的抗拉強(qiáng)度。(4)電化學(xué)測(cè)試以及耐腐蝕性能測(cè)試的結(jié)果表明,在相同掃描電壓時(shí),只有充型溫度及鑄型溫度適當(dāng)而實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合的A2和B2試樣的電流密度最大,而其他試樣由于充型溫度和鑄型溫度過高或過低無法形成良好的冶金結(jié)合而導(dǎo)致電流密度較小,而在相同電流密度下,只有A2和B2試樣的極化電位較小。經(jīng)過100小時(shí)的腐蝕測(cè)試,鉛-鋼復(fù)合材料試樣的腐蝕率為17.2g/m2.h,而Pb-0.2%Ag合金試樣的腐蝕率為35.83g/m2.h,前者是后者的48%左右,具有良好的耐蝕性能。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG249;TB331
【目錄】：

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【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 黃子良;竺培顯;周生剛;孫麗達(dá);;Al-Pb新型復(fù)合電極材料的制備及其性能研究[J];兵器材料科學(xué)與工程;2009年03期

2 鄭遠(yuǎn)謀,黃榮光,陳世紅;爆炸焊接和金屬復(fù)合材料[J];復(fù)合材料學(xué)報(bào);1999年01期

3 粱方;竺培顯;周生剛;周亞平;馬會(huì)宇;;不同媒介金屬層的鉛/鋼層狀復(fù)合材料的性能[J];材料研究學(xué)報(bào);2013年01期

4 溫世達(dá);趙來順;;銅鉛-鋼雙金屬軸瓦材料生產(chǎn)工藝及其應(yīng)用[J];湖南有色金屬;1992年01期

5 康斌;;鋅電積陽極板材的研究發(fā)展現(xiàn)狀[J];四川冶金;2008年02期

6 張冬;郭忠誠;;鋅電積用惰性陽極材料的研究現(xiàn)狀[J];云南冶金;2008年06期

7 朱軍;劉漫博;陳超;趙亮;;電鋅陽極板材料的研究現(xiàn)狀[J];有色礦冶;2007年06期

【共引文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 肖建國;佟錚;;DHP銅板爆炸硬化實(shí)驗(yàn)研究[J];兵器材料科學(xué)與工程;2009年05期

2 黃兆軍,符寒光;鋼管熱連軋機(jī)架爆炸復(fù)合襯板的研究[J];寶鋼技術(shù);2005年S1期

3 劉玉存,王作山,王建華,蘇艷明;NK-EH500調(diào)質(zhì)鋼爆炸硬化的沖擊動(dòng)力學(xué)研究[J];火炸藥學(xué)報(bào);2002年04期

4 佟建國;陳蓉;包衛(wèi)平;嚴(yán)凱;任學(xué)平;;25Cr5MoA鋼/微合金鋼/Q235鋼的復(fù)合軋制[J];北京科技大學(xué)學(xué)報(bào);2009年02期

5 鄭遠(yuǎn)謀,高健,劉勝利;爆炸焊接與表面工程[J];中國表面工程;2002年02期

6 王耀華,王偉策,陳小波,顧月兵,史長庚;爆炸焊接不銹鋼─鋼復(fù)合板[J];爆破;1998年01期

7 王鶴鳴,耿德川,崔年生,方嘉煊,曾鐵池,趙傳亞;肇慶大橋40~#D樁鉆頭爆破切割打撈施工[J];爆破;2003年S1期

8 李紅富,段衛(wèi)東;爆炸焊接法生產(chǎn)銅/鋼油膜軸承襯板[J];爆破;2005年03期

9 蔡立艮;盧紅標(biāo);周春華;唐建;方虎生;;爆炸焊接布藥工藝與微觀結(jié)合界面形貌分析[J];爆破;2010年01期

10 王傳利;段衛(wèi)東;張春麗;;爆炸脹形在熱交換管板脹管中的應(yīng)用研究[J];爆破;2010年03期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 許春富;鋅電積能耗及節(jié)能研究[D];昆明理工大學(xué);2009年

2 張丹青;鎢及鎢合金的選擇性激光熔化過程中微觀組織演化研究[D];華中科技大學(xué);2011年

3 劉立東;鐵磁性吸波材料的制備及其電磁性能研究[D];大連理工大學(xué);2011年

4 柳暉;基于能量和量綱分析的高溫蠕變分析方法研究[D];華東理工大學(xué);2012年

5 汪冰峰;鈦及鈦合金中絕熱剪切帶微觀結(jié)構(gòu)演化及其集體行為研究[D];中南大學(xué);2006年

6 石德全;液態(tài)合金表面張力快速檢測(cè)及相關(guān)質(zhì)量參數(shù)實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)[D];哈爾濱理工大學(xué);2007年

7 羅文華;自由能的分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算及其在納米材料中的應(yīng)用[D];湖南大學(xué);2008年

8 黃勇;鋁合金活性TIG焊接法及其熔深增加機(jī)理的研究[D];蘭州理工大學(xué);2007年

9 秦小勇;大型爆炸焊接半球消波器研究[D];大連理工大學(xué);2008年

10 顧冬冬;激光燒結(jié)銅基合金的關(guān)鍵工藝及基礎(chǔ)研究[D];南京航空航天大學(xué);2007年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黃科輝;鈦鋁化合物的原位復(fù)合技術(shù)及其組織性能研究[D];南昌航空大學(xué);2010年

2 趙春風(fēng);基于通用狀態(tài)方程的爆炸焊接特征線法研究[D];大連理工大學(xué);2010年

3 晏麗琴;耦合電弧AA-TIG焊接法研究[D];蘭州理工大學(xué);2010年

4 劉坤鵬;超高碳鋼變質(zhì)處理及微合金化的研究[D];中南大學(xué);2011年

5 郭屹賓;緊耦合霧化噴嘴的反壓和微細(xì)粉末的制備研究[D];中南大學(xué);2009年

6 劉亮岐;電子封裝鋁軟釬焊用Sn-Zn基釬料的研究[D];華南理工大學(xué);2011年

7 侯書增;QBe2/Q235的爆炸焊接工藝及其界面結(jié)構(gòu)性能的研究[D];河南科技大學(xué);2010年

8 唐雷;銅基SiC、碳洋蔥自潤滑復(fù)合材料的制備及其摩擦磨損性能研究[D];天津大學(xué);2010年

9 劉扣森;高性能鋁-鋼爆炸復(fù)合過渡接頭研制及應(yīng)用研究[D];江蘇科技大學(xué);2011年

10 譚尊;碳纖維表面金屬化及其與金屬鎂潤濕性的研究[D];重慶大學(xué);2011年

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉新福,孫以材,劉東升;四探針技術(shù)測(cè)量薄層電阻的原理及應(yīng)用[J];半導(dǎo)體技術(shù);2004年07期

2 沈黎,孫勇,竺培顯,胡勁;鉛蓄電池用鋁極板的制備[J];材料保護(hù);2002年07期

3 劉曉霞,梁英教,李乃軍;鈦基RuO_2-PAN活性陽極的研制[J];東北工學(xué)院學(xué)報(bào);1990年04期

4 徐瑞東,盤茂森,郭忠誠;鋅電積用惰性陽極材料的研究現(xiàn)狀[J];電鍍與環(huán)保;2005年01期

5 王桂清，劉敏娜;塑料基體上化學(xué)鍍二氧化鉛[J];電鍍與環(huán)保;1995年03期

6 李霞,尚鴻遠(yuǎn);鉛—鈣—鋁合金的研制及推廣應(yīng)用[J];甘肅冶金;2002年04期

7 唐守層;降低鋅電解直流電耗生產(chǎn)實(shí)踐[J];湖南有色金屬;2004年03期

8 雷軍鵬;董星龍;趙福國;呂波;黃昊;雷明凱;;Fe(Ni)-Sn體系金屬間化合物納米粒子中初生相的預(yù)測(cè)[J];金屬學(xué)報(bào);2008年08期

9 司云森,楊顯萬;電化學(xué)極化過程實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分析的研究[J];昆明理工大學(xué)學(xué)報(bào)(理工版);2003年01期

10 曹建春,郭忠誠,潘君益,周曉龍;新型不銹鋼基PbO_2/PbO_2-CeO_2復(fù)合電極材料的研制[J];昆明理工大學(xué)學(xué)報(bào)(理工版);2004年05期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 姚金江;電沉積法制備Al/Pb/PbO_2復(fù)合陽極材料的新技術(shù)研究[D];昆明理工大學(xué);2008年

2 曹梅;Al基SnO_2+Sb_2O_3、SnO_2+Sb_2O_3+MnO_2涂層二氧化鉛電極的制備及其應(yīng)用[D];昆明理工大學(xué);2005年

3 潘君益;鋅電積用Al基Pb-WC-ZrO_2復(fù)合電極材料的研究[D];昆明理工大學(xué);2005年

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 徐濤;;金屬層狀復(fù)合材料的發(fā)展與應(yīng)用[J];輕合金加工技術(shù);2012年06期

2 戴耀,劉�，F(xiàn),崔建國,何家文;用最大正應(yīng)力法則確定層狀復(fù)合材料中疲勞裂紋的擴(kuò)展方向[J];兵工學(xué)報(bào);2000年S1期

3 彭大暑,劉浪飛,朱旭霞;金屬層狀復(fù)合材料的研究狀況與展望[J];材料導(dǎo)報(bào);2000年04期

4 李獻(xiàn)民,崔建忠,胡宗式,李梅,陳東琴;金屬層狀復(fù)合材料的超塑變形行為[J];材料導(dǎo)報(bào);2000年08期

5 王國宏;金屬-玻璃層狀復(fù)合材料的發(fā)展前景[J];稀有金屬快報(bào);2002年02期

6 邵紅紅,程曉農(nóng),陳光;仿生層狀復(fù)合材料研究概況[J];材料導(dǎo)報(bào);2002年04期

7 昝青峰,汪長安,黃勇,李翠偉,趙世柯;Al_2O_3/Ti_3SiC_2層狀復(fù)合材料的制備與性能[J];材料工程;2003年09期

8 王國宏;論層狀復(fù)合材料性能穩(wěn)定性的提高[J];鈦工業(yè)進(jìn)展;2003年06期

9 關(guān)春龍;赫曉東;李垚;;疊層狀復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2004年04期

10 包曉軍;劉勇兵;吳坪安;孫喜良;曹占義;;鋼/鋅層狀復(fù)合材料的力學(xué)性能與耗能行為[J];材料工程;2006年08期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳忠;戴耀;崔建國;何家文;;確定層狀復(fù)合材料裂紋擴(kuò)展方向的界面過渡層模型的半解析方法[A];2000年材料科學(xué)與工程新進(jìn)展（上）——2000年中國材料研討會(huì)論文集[C];2000年

2 徐永君;余俊波;李敏;柳春圖;張傳緒;;層狀復(fù)合材料裂紋在軟層的擴(kuò)展趨勢(shì)[A];第十四屆全國疲勞與斷裂學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

3 宿星亮;高原文;周又和;;鐵電層狀復(fù)合材料多場(chǎng)耦合試驗(yàn)研究[A];第十三屆全國實(shí)驗(yàn)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2012年

4 凌松;潘永東;;層狀復(fù)合材料粘結(jié)質(zhì)量的理論研究[A];2013中國西部聲學(xué)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集（上）[C];2013年

5 張曉敏;孫娜;張力;吳俊濤;;耐高溫氧化鋁/聚酰亞胺層狀復(fù)合材料的仿生制備[A];2013年全國高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集——主題L：高性能樹脂[C];2013年

6 孫勇;沈黎;劉兵;;鋁-銅層狀金屬復(fù)合材料界面反應(yīng)研究[A];2002年材料科學(xué)與工程新進(jìn)展（下）——2002年中國材料研討會(huì)論文集[C];2002年

7 昝青峰;汪長安;黃勇;趙世柯;李翠偉;;Al_2O_3/Ti_3SiC_2層狀復(fù)合材料的高溫蠕變形為[A];中國硅酸鹽學(xué)會(huì)2003年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2003年

8 畢科;王寅崗;;兩端結(jié)合型鐵磁/鐵電層狀復(fù)合材料的耦合效應(yīng)研究[A];2011中國材料研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

9 黃方麟;范萍;王磊;鐘明強(qiáng);;聚乙烯醇/氧化石墨烯層狀復(fù)合材料的制備及其介電性能[A];2013年全國高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集——主題N：高分子加工與成型[C];2013年

10 章應(yīng);徐永紅;廖國君;于朝清;;微電機(jī)用綠色層狀復(fù)合材料現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)[A];第二屆層壓金屬復(fù)合材料生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用學(xué)術(shù)研討會(huì)文集[C];2010年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 李淑英;磁致伸縮層狀復(fù)合材料性能與器件研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2008年

2 李偉信;Al_2O_3/延性夾層/樹脂層狀復(fù)合材料的制備和性能[D];華南理工大學(xué);2013年

3 黃康明;Al_2O_3陶瓷基層狀復(fù)合材料的制備和性能研究[D];華南理工大學(xué);2011年

4 Humberto Brito Santana;周期層狀復(fù)合材料中彈性波傳播的動(dòng)態(tài)均勻化研究[D];北京交通大學(xué);2015年

5 羅小彬;層狀復(fù)合材料的磁光耦合與圣維南原理[D];南京師范大學(xué);2014年

6 劉浪飛;精密合金層狀復(fù)合材料軋制變形規(guī)律的研究[D];中南工業(yè)大學(xué);2000年

7 龐玉;層狀磁電復(fù)合材料中彈性波傳播若干問題的理論研究[D];北京交通大學(xué);2009年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 朱坤亮;低壓鑄造法制備鉛—鋼層狀復(fù)合材料的技術(shù)與性能研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

2 黃猛;基于DIC技術(shù)的Ti-Al層狀復(fù)合材料變形特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

3 林超;軋制法制備鉛/鋼層狀復(fù)合材料的技術(shù)與性能研究[D];昆明理工大學(xué);2014年

4 高永勝;殼聚糖/陶瓷層狀復(fù)合材料的制備與表征[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

5 梁方;鉛—鋼層狀復(fù)合材料制備及其性能研究[D];昆明理工大學(xué);2013年

6 朱彥玲;層狀復(fù)合材料線彈性問題的均勻化分析[D];鄭州大學(xué);2013年

7 蔡小平;Ca-ZrO_2/Al_2O_3及Ca-ZrO_2/ZTA/Al_2O_3層狀復(fù)合材料的制備與性能研究[D];華南理工大學(xué);2011年

8 張文飛;高溫退火和熱壓縮變形對(duì)7075/6009層狀復(fù)合材料組織和性能的影響[D];華南理工大學(xué);2011年

9 鄒艷明;Cu/DT9/Cu疊層材料的軋制復(fù)合與數(shù)值模擬研究[D];中南大學(xué);2011年

10 張亞;壓力條件下固-液復(fù)合法制備銅/鋁（鋅）層狀復(fù)合材料研究[D];河南科技大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：低壓鑄造法制備鉛—鋼層狀復(fù)合材料的技術(shù)與性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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