论文题目: 纳米复合镀层的制备及组织和性能研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 材料学
作者: 张伟
导师: 余新泉
关键词: 化学组织,纳米粒子,复合镀层,力学性能,磨损机理
文献来源: 东南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 随着纳米科技的发展,人们对纳米材料的认识不断深化。纳米粒子作为纳米材料的重要组成部分,由于其具有一些独特的性能,如量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应等,因此正日益成为学术界研究和开发的热点对象之一。科技的发展对材料的性能要求越来越高,单一的材料无法满足高科技的需要。复合镀技术由于具有高硬度、高耐磨性、自润滑性、抗蚀性及强化合金镀层等优点,是电镀和化学镀的一个新的发展方向,受到了愈来愈广泛的注意,近年来也得到了快速发展。而将纳米粒子应用到化学镀中,获得相应的复合镀层,这一技术在国内外得到了普遍的重视。本文选择化学镀技术获得良好的复合镀层作为研究课题,开展了纳米复合镀技术的制备工艺,复合镀层的组织结构以及性能方面的较系统的研究工作。研究结果表明:纳米粒子采用直接超声分散的方法,并且在镀覆过程加以搅拌,可以达到较好的分散效果,采用TEM观察,镀层中未发现纳米粒子有明显的团聚现象;研究发现镀覆温度在85℃-90℃之间时沉积速度最快。纳米复合层的沉积速度随粒子添加量的增加而提高,并且在3g/L时达到最大值,而且在添加量一定时纳米复合层的沉积速度高于亚微米和微米复合层。组织结构分析发现,镀态下纳米复合镀层为微晶与非晶混合物,复合粒子与镀层结合紧密,镀层表面无孔隙裂纹等缺陷,镀层中粒子未发现明显团聚并且其分布具有一定的随机性以及微观上的不均匀性。对复合层性能研究表明,在400℃下保温一小时,添加量为3g/L的纳米复合层硬度最高,但其在600℃热处理保温一小时后耐磨性最好。同时通过观察分析了三种复合层的磨损机理。
论文目录:
中文摘要
英文摘要
第一章 前言
1.1 化学沉积概述
1.1.1 化学沉积的发展过程
1.1.2 化学沉积的用途
1.2 化学沉积基本原理
1.2.1 还原剂的电化学行为
1.2.2 次亚磷酸盐型镀液沉积机理
1.2.3 化学沉积条件
1.2.4 化学沉积特点
1.3 复合沉积的研究与发展
1.3.1 化学复合镀原理
1.3.2 微米颗粒复合沉积的研究与进展
1.3.3 纳米颗粒复合沉积的研究与进展
1.4 论文的研究意义和内容
1.4.1 研究意义
1.4.2 研究目标
1.4.3 研究内容
参考文献
第二章 纳米复合层制备的实验方法
2.1 技术路线
2.2 原材料选择
2.2.1 基底金属的选择
2.2.2 SiC颗粒的选择
2.3 化学沉积工艺
2.3.1 预处理
2.3.2 化学镀液
2.3.3 工艺参数控制
2.3.4 后处理
2.3.5 热处理
2.4 微观分析
2.4.1 金相显微分析
2.4.2 SEM分析
2.4.3 TEM分析
2.4.4 XRD分析
2.5 性能测试
2.5.1 显微硬度测试
2.5.2 磨损试验
参考文献
第三章 纳米复合层的制备
3.1 纳米颗粒的分散
3.1.1 添加阳离子表面活性剂
3.1.2 添加阳离子表面活性剂和非极性离子表面活性剂
3.1.3 超声分散
3.2 制备工艺参数对复合层的影响
3.2.1 镀覆温度的影响
3.2.2 镀覆时间
3.3 颗粒对镀层制备的影响
3.3.1 粒子添加量对镀层制备的影响
3.3.2 粒径对镀层制备的影响
参考文献
第四章 复合层显微组织分析
4.1 表面形貌观察
4.1.1 Ni-P镀层表面形貌观察
4.1.2 Ni-P-SiC复合层表面形貌观察
4.2 金相组织观察与分析
4.2.1 3.5μmSiC复合层
4.2.2 300nmSiC复合层
4.2.3 50nmSiC复合层
4.3 扫描电镜观察与分析
4.3.1 3.5μmSiC复合层
4.3.2 300nmSiC复合层
4.3.3 50nmSiC复合层
4.4 TEM观察与分析
参考文献
第五章 复合层性能研究
5.1 镀态下镀层硬度比较
5.1.1 粒径对镀层镀态硬度的影响
5.1.2 添加量对镀层镀态硬度的影响
5.2 热处理对镀层硬度的影响
5.2.1 热处理工艺对镀层硬度的影响
5.2.2 复合粒子对镀层硬度的影响
5.3 镀态下镀层耐磨性研究
5.4 热处理对镀层耐磨性的影响
5.4.1 热处理工艺对镀层耐磨性的影响
5.4.2 复合粒子对镀层耐磨性的影响
5.5 磨损试样观察与分析
参考文献
第六章 讨论
6.1 镀层组织结构及性能与热处理工艺的关系
6.1.1 镀层组织结构分析
6.1.2 低温阶段和高温阶段热处理对镀层性能的影响
6.2 颗粒相对性能的影响
6.3 对磨损机理的探讨
6.3.1 有关磨损的几种磨损机理
6.3.2 本课题磨损实验的磨损机理
参考文献
第七章 结论与展望
攻读硕士学位期间发表的论文及研究成果
致谢
发布时间: 2007-06-11
参考文献
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