论文摘要
生命科学、材料科学、环境科学和航天技术的发展，对材料表面光整度的要求愈来愈高，这对表面光整技术提出了新的挑战，同时也对该技术的应用提供了发展的机遇。电化学抛光技术已在金属精加工、金属样品制备及需要控制表面质量与光洁度的方面获得了极其广泛的应用，显示出机械抛光、化学抛光等传统表面精加工技术无法媲美的一些优点，如效率高、抛光质量好、不受工件形状限制、无内应力作用等。近年来，涂层导体成为超导材料的研究热点，NiW合金基带是为YBCO涂层导体开发的高强度、低磁性的新型合金基带，它是将来涂层导体基带的首选材料之一。目前，除采用NiW合金镀层方法外，多采用轧辊轧制方法制备立方织构NiW合金带材，以此作为涂层导体（YBCO）的基带，但是由于国内轧制工艺水平的限制，轧制而成的基带表面质量尤其是粗糙度无法满足RABiTS工艺的要求而不能直接使用，必须经过表面抛光降低基带表面粗糙度。因此，开发新的电化学抛光技术，研究具有实用价值的电化学抛光液配方，是电化学抛光研究的重要课题。本论文主要研究超导材料涂层导体（YBCO）NiW合金基带表面的电化学抛光工艺，为其应用于实际生产开展基础性研究。本论文由绪论和研究报告两部分组成。第一部分为绪论，介绍了电化学抛光的基本原理、抛光过程、基本理论、影响因素及其优点和金属表面粗糙度评价指标等内容，综述了电化学抛光技术的新进展，并简要介绍了该论文的研究目的。第二部分为研究报告，采用线性扫描伏安法测量了NiW合金在不同条件下的阳极极化曲线，并依据阳极极化曲线研究了NiW合金在不同抛光条件下的阳极极化行为：通过初步实验，选择了影响NiW合金基带电化学抛光的因素及其水平；根据选定因素及其水平，按照正交L9（34）正交表安排的方案进行电化学抛光实验，利用原子力显微镜对抛光结果进行表征，对超导（YBCO）涂层导体NiW合金基带表面的电化学抛光工艺进行考察和优化。经过分析讨论最终选定了超导材料NiW合金基带表面电化学抛光工艺适宜条件。本文具体研究内容如下：用线性扫描伏安法测量NiW合金在不同条件下的极化曲线，并依据极化曲线研究NiW合金在不同抛光液中的极化行为和不同温度下的极化行为。根据阳极极行为的研究结果，对抛光液配方（磷酸、硫酸、乳酸、丁二酮肟）和抛光温度进行了初步研究，得到了一些初步的实验结果。在此基础之上，设计了正交实验L9（34），试验了抛光液配方中酸和添加剂丁二酮肟以及和温度对抛光结果的影响，利用原子力显微镜对抛光结果进行表征，优化了电化学抛光的工艺条件。经过对正交实验结果分析，选定超导材料NiW合金基带表面电化学抛光工艺条件为：阴阳两极间距离保持1cm，阳极与阴极面积比1：8，工作电压为1.4V时，最佳抛光液配方是浓磷酸+浓硫酸+乳酸(V浓磷酸：V浓硫酸：V乳酸为4：8：3，)+15％丁二酮肟，最适宜的抛光温度为60℃。在此工艺条件下，可以将NiW合金基带原始表面的粗糙度Rms由54.72nm降低到11.382nm，抛光效果良好。本论文的研究工作为进一步研究超导材料NiW合金基带表面电化学抛光工艺和开发新的抛光液提供了一些基础性研究资料，将对超导材料NiW合金基带表面电化学抛光技术的研究具有一定的促进作用。