论文摘要
陶瓷具有高脆性和均匀性差等致命弱点,严重影响了陶瓷材料的工作可靠性和使用范围,而为增加陶瓷韧性而引入的金属相又与陶瓷相的相容性差。本文针对金属陶瓷存在的问题,将延展性良好的泡沫镍引入陶瓷基体,对泡沫镍进行化学复合镀研究。以纳米氧化铝粒子为主,着重研究了纳米粒子化学复合镀层的制备工艺条件,同时也对三维网状金属-纳米氧化铝复合材料的制备工艺条件进行了初步的探讨。研究了搅拌方式、镀液中纳米粒子含量、施镀温度、镀液pH值及施镀时间等化学复合镀工艺条件对镀层质量的影响,找出了优化的工艺参数;研究了镀层中纳米粒子的复合量和分散性对镀层表观形貌、硬度和耐腐蚀性等性能的影响。实验结果表明,在超声波搅拌下、温度为90℃、pH值为4.8、镀液中纳米粒子含量为10g·L-1、施镀时间为1.5h时,镀层沉积速率超过了19μm·h-1,可获得复合量大、纳米粒子分散性好、硬度高、耐蚀性好的镀层。使用抽滤法、自然吸附法、涂膏法、压力注浆法、石膏模注浆成形法等方法成形复合材料坯体,比较了用不同方法所得坯体的致密性。实验表明,用压力注浆法和石膏模注浆成形法制得的坯体致密性最好;将坯体压片处理后致密性可以得到进一步的保证;制作坯体时添加质量分数为0.8%的粘结剂可增强陶瓷粉体间的结合力。采用无压烧结法对复合材料坯体进行了烧结,烧结过程中,无气氛保护时泡沫镍被氧化,有气氛保护时成瓷,而且烧结后试样中泡沫镍含量减少。得出的结论是坯体的致密性和烧结过程中的气氛保护是金属-陶瓷复合材料制备时的关键。对纳米化学复合镀共沉积理论和金属陶瓷的增韧机理进行了初步的探讨。
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摘要Abstract第1章 绪 论1.1 课题背景1.2 化学复合镀技术1.2.1 化学复合镀技术的发展概况1.2.2 化学复合镀的特点1.2.3 化学复合镀的应用1.2.4 与熔渗法、热挤压法、粉末冶金法的比较1.3 纳米化学复合镀1.3.1 纳米粒子在复合镀层中的作用1.3.2 纳米化学复合镀工艺的难点1.4 陶瓷-金属复合材料1.4.1 纳米材料的特点1.4.2 氧化铝基金属陶瓷的研究进展及用途1.4.3 复合材料研究面临的主要问题1.5 课题研究的意义及主要内容第2章 实验仪器及研究方法2.1 实验试剂及仪器2.1.1 实验试剂及规格2.1.2 实验仪器及型号2.2 化学复合镀工艺流程2.2.1 纳米粒子预处理2.2.2 镀件预处理2.2.3 镀液的配制2.2.4 施镀2.3 实验装置2.3.1 机械搅拌2.3.2 超声波搅拌2.3.3 蒸汽搅拌2.4 陶瓷金属复合材料2.4.1 坯体的成形方法2.4.2 坯体的烧结方法2.5 分析测试2.5.1 镀层中纳米粒子复合量测试2.5.2 镀速测试2.5.3 镀层硬度测试2.5.4 镀层耐腐蚀性能测试2.5.5 镀层形貌及微观结构第3章 纳米化学复合镀工艺研究3.1 复合镀工艺对镀速的影响3.1.1 镀液中纳米粒子含量对镀速的影响3.1.2 施镀温度对镀速的影响3.1.3 pH 值对镀速的影响3.1.4 施镀时间对镀速的影响3.2 复合镀工艺对复合量的影响3.2.1 镀液中纳米粒子含量对复合量的影响3.2.2 施镀温度对复合量的影响3.2.3 pH 值对复合量的影响3.2.4 施镀时间对复合量的影响3.3 复合镀工艺对镀层中纳米粒子分散性的影响3.3.1 纳米粒子含量及搅拌方式对分散性的影响3.3.2 施镀温度对分散性的影响3.3.3 镀液pH 值对分散性的影响3.3.4 表面活性剂对分散性的影响3.4 复合量及分散性对镀层性能的影响3.4.1 复合量及分散性对镀层表面形貌的影响3.4.2 复合量及分散性对镀层硬度的影响3.4.3 复合量对耐蚀性的影响3.5 纳米化学复合镀机理探讨3.6 本章小结第4章 三维网状金属复合陶瓷制备及机理探讨4.1 三维网状金属表面的化学复合镀2O3'>4.1.1 泡沫镍表面化学沉积Ni-P/Al2O32'>4.1.2 泡沫镍表面电沉积Co-Ce/TiO22O3 陶瓷材料的制备'>4.2 三维网状金属复合Al2O3陶瓷材料的制备4.2.1 粘结剂对坯体质量的影响4.2.2 成型方法对陶瓷坯体的影响4.2.3 坯体的烧结4.2.4 烧结后的样品分析4.3 三维网状金属对陶瓷增韧的理论初探4.4 本章小结结论参考文献致谢
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