超细WC粉体的制备及其在耐磨涂层中的应用

论文摘要

本文探索了超细WO3粉的制备及其还原碳化为WC粉的方法,采用火焰热喷涂工艺,制备了耐磨性能较好的超细WC陶瓷—金属复合涂层,并研究了涂层的耐磨性能。 本文以钨酸钠、盐酸和十六烷基三甲基溴化铵为原料,采用胶溶法制备了WO3超细粉体。研究了反应物的浓度、不同混合方式、表面活性剂对粉体粒径、形貌和团聚状态的影响,获得了最佳工艺条件。结果表明,采用共滴加和机械搅拌的方式能够有效地改善溶胶粒子的分散性,使其与表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵充分混合,同时一定的反应物浓度可以使溶液中的电解质粒子在胶粒表面生成厚度适中的双电层,胶粒与胶粒之间产生机械阻力,减少胶粒之间的碰撞机会,抑制胶粒生长,有利于获得尺寸均一、颗粒细小、高度分散的WO3超细粉体。 将WO3超细粉体与碳黑混合,采用一步还原碳化法制备超细WC粉体。研究了不同的WO3/C摩尔比、反应温度、保温时间对最终产物物相的影响,利用XRD、SEM等测试手段,确定了最佳工艺参数。将WC超细粉与镍基粉湿法混合,采用火焰热喷涂工艺制备了复合涂层,用磨粒磨损试验机进行磨损试验,研究了超细WC粉的体积分数对涂层喷焊性和耐磨粒磨损性能的影响。结果表明,在本实验范围内,当超细WC粉的体积分数为1%时,涂层的耐磨性能最好,显微硬度最高。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 超细碳化钨材料的性能及应用
• 1.2 超细碳化钨粉体的研究现状
• 1.3 超细碳化钨粉体的制备方法
• 1.3.1 等离子体法
• 1.3.2 机械合金化法
• 1.3.3 热化学合成法
• 1.3.4 沉淀法
• 1.3.5 其他方法
• 1.4 超细氧化钨粉体的制备方法
• 1.4.1 固相法
• 1.4.2 液相法
• 1.4.3 气相法
• 1.5 热喷涂纳米结构涂层的制备方法
• 1.6 本课题的研究背景及研究目的、内容
• 1.6.1 本课题的研究背景
• 1.6.2 本课题的研究内容
• 第二章 超细三氧化钨粉体的制备
• 2.1 实验设备及材料
• 2.1.1 实验设备
• 2.1.2 实验材料
• 2.2 实验原理
• 2.2.1 工艺流程
• 2.2.2 反应物不同的浓度对粉体粒径的影响试验
• 2.2.3 反应物不同的混合方式对粉体粒径及颗粒团聚的影响试验
• 2.3 粉体性能测试
• 2.3.1 实验设备
• 2.3.2 TG-DSC、XRD分析
• 2.4 影响颗粒尺寸及团聚的工艺因素分析
• 2.4.1 反应物浓度对颗粒尺寸的影响
• 2.4.2 不同的混合方式对粉体团聚及颗粒尺寸的影响
• 2.4.3 表面活性剂对超细粉的影响
• 2.5 小结
• 第三章 碳化钨粉的制备
• 3.1 实验目的
• 3.2 碳化钨粉的制备
• 3.2.1 实验过程
• 3.2.2 实验结果
• 3.3 小结
• 第四章 复合涂层的制备
• 4.1 实验目的
• 4.2 实验内容
• 4.2.1 复合涂层的制备
• 4.2.2 磨粒磨损试验
• 4.3 WC的含量对涂层组织和耐磨性的影响
• 4.4 小结
• 第五章 结束语
• 5.1 主要结论
• 5.2 存在的问题及进一步研究方向
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的论文