本文關鍵詞：鋁合金表面陶瓷涂層制備工藝研究

  更多相關文章： 溶膠-凝膠法 陶瓷涂料 耐磨涂層 制備工藝

【摘要】：在鋁合金表面制備陶瓷涂層,是提高鋁合金基體表面性能的有效方法,常見的有熱噴涂技術、PVD、CVD、等離子微弧氧化等。采用溶膠-凝膠法在鋁合金表面制備陶瓷涂層,是一個全新領域,目的是探索一種低成本高性能的陶瓷涂層制備方法。本論文主要研究了陶瓷涂層的制備工藝及主要性能。首先研究陶瓷涂料粘結劑溶膠的制備工藝,采用正硅酸乙酯、硝酸鋁、硝酸鉻等制備Si-Al-Cr三元復合溶膠,在混合過程中加入螯合劑,確保溶膠的穩(wěn)定性。然后將球磨和級配后的與溶膠體系同組分的金屬無機氧化物及其它添加物加入,經(jīng)過充分的攪拌和碾磨,并在各種助劑的配合使用下,獲得均勻的無機陶瓷涂料。研究表明,SiO2溶膠中溶劑乙醇的含量,能夠改變?nèi)苣z體系反應濃度,影響涂層的成膜性,SiO2溶膠合適配比為TOES:H2O:EtOH=1:1:10。而Si、Al、Cr混合原子比的變化會影響三元復合溶膠的粘度,原子比增大時,溶膠體系粘度變大,涂料成膜性變差,干燥熱處理容易產(chǎn)生裂紋,且涂層和基體線膨脹系數(shù)差的增大會導致界面的開裂。因此,合理的三元復合溶膠混合原子比應為Si:Al:Cr=2:1:1。其次,研究了加入添加物稀土和硼砂后,對涂層性能的影響。加入添加物的涂層顯微硬度都高于基體,顯微硬度值最高為137.75Hv,較基體提高了62.95Hv。涂層的耐磨性在硼砂含量小于3%時,稀土含量越大耐磨性越好,硼砂含量大于5%時,隨著硼砂含量的增加,耐磨性先增強再變?nèi)?當硼砂含量為16%時,耐磨性最好。涂層的附著力也受到了硼砂的有利影響,破壞性質(zhì)也由大面積的附著破壞向較小面積的內(nèi)聚破壞轉(zhuǎn)變。但是涂層的耐蝕性不甚理想,有待于進一步的改善和加強。而稀土在活化基體表面細化涂層顆粒的同時,還與溶膠發(fā)生反應生成Y3Al5O12、Y2Si2O7等新相,促進涂層致密化并起到燒結穩(wěn)固作用。涂層的各項性能對比得到,當硼砂加入量占填料約15%,稀土約占5%,基礎陶瓷粉末為涂料總量的27%~30%時,涂層的綜合性能最優(yōu)。
【關鍵詞】：溶膠-凝膠法 陶瓷涂料 耐磨涂層 制備工藝
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 課題背景及意義9
• 1.2 鋁合金表面陶瓷涂層的制備工藝9-13
• 1.3 溶膠-凝膠法（sol-gel）13-17
• 1.4 本課題的目標、研究內(nèi)容和技術路線17-19
• 2 試驗條件及方法19-25
• 2.1 試驗條件19-22
• 2.2 檢測方法22-25
• 3 涂料的制備25-39
• 3.1 溶膠的制備25-31
• 3.2 涂料的配制31-37
• 3.3 本章小結37-39
• 4 涂層制備工藝39-53
• 4.1 填料加入量對涂層的影響39-40
• 4.2 涂料攪拌時間對涂層的影響40-42
• 4.3 不同配比的SiO2溶膠對涂層的影響42-48
• 4.4 不同Si:Al:Cr混合原子比對涂層表面及界面形貌的影響48-51
• 4.5 本章小結51-53
• 5 添加物稀土和硼砂對涂層的影響53-68
• 5.1 添加物對涂層表面形貌的影響54-57
• 5.2 添加物對涂層界面形貌的影響57-59
• 5.3 涂層的性能測試59-65
• 5.4 涂層的物相分析65-66
• 5.5 本章小結66-68
• 6 結論和展望68-70
• 6.1 結論68-69
• 6.2 展望69-70
• 致謝70-72
• 參考文獻72-80
• 附錄：攻讀碩士期間的研究成果80

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李積明;;硼砂對鑄鋼消失模涂料剝離性的影響[J];甘肅科技;2012年02期

2 H. Sharifi;A.R. Khavandi;M. Divandari;M.I. Hasbullah;;Effect of magnesium and nickel coatings on the wetting behavior of alumina toughened zirconia by molten Al-Mg alloy[J];International Journal of Minerals Metallurgy and Materials;2012年01期

3 張志清;黃劍鋒;曹麗云;吳建鵬;;乙酰丙酮對PMMA負載銳鈦礦型TiO_2薄膜及其光催化性能影響[J];人工晶體學報;2011年06期

4 張法碧;李明偉;秦祖軍;郭其新;;新型溶膠-凝膠法制備Al_2O_3-ZrO_2陶瓷涂層及其組織結構[J];表面技術;2011年02期

5 牛曉巍;徐躍;王婧姝;華倫;張賀;韓煒;;NiCrFe金屬上涂覆玻璃陶瓷涂層的結構和性能[J];稀有金屬材料與工程;2011年01期

6 曹慧;李建國;高玉貴;趙俊文;;納米CeO_2對ZrO_2-Y_2O_3陶瓷涂層耐腐蝕及結合強度性能的影響[J];內(nèi)蒙古科技大學學報;2010年02期

7 馬壯;王偉;李智超;;固相反應法三元硼化物陶瓷涂層的制備及性能研究[J];材料導報;2010年08期

8 梁驍;賀春林;;鋁及其合金的表面改性技術介紹[J];中國重型裝備;2009年04期

9 多樹旺;劉庭芝;鄒小平;鐘鴻雁;孫曉琳;楊振華;;溶膠-凝膠制備的Al_2O_3-SiO_2復合陶瓷涂層抗原子氧侵蝕性能研究[J];稀有金屬材料與工程;2009年S2期

10 盧果;宋仁國;李紅霞;趙堅;;6063鋁合金表面等離子噴涂Al_2O_3/TiO_2納米陶瓷涂層組織與性能研究[J];熱加工工藝;2009年16期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陳博;AZ91D鎂合金表面金屬氧化物陶瓷涂層制備工藝及耐蝕性能研究[D];西南大學;2009年

，

本文編號：872558