AZ31B合金固相反应型Al2O3-TiB2复相陶瓷涂层制备工艺及性能研究

摘要

本文通过Al-TiO2-B2O3反应体系在AZ31B表面原位合成了Al2O3-TiB2复相陶瓷涂层。研究了不同的球磨工艺对粉体粒度分布、表面形貌的影响及添加剂Zn粉和Bi2O3对反应体系的活化效果;评价了涂层的结合强度、抗热震性能、耐磨性和耐蚀性等性能。获得如下研究成果:添加的Zn粉和Bi2O3对原始反应体系Al-TiO2-B2O3均有活化效果,二者组成的复合反应体系分别在400℃和500℃都可发生反应,但Bi2O3的活化效果更加明显。由此以添加Bi2O3复合反应体在500℃制备的涂层,其物相组成为Al2O3、TiB2并含少量未发生反应的Al、TiO2以及辅料反应生成的Cr2O3等。当涂层骨料中Al、TiO2和B2O3物质的量比为10:3:3并添加10％Bi2O3,骨料与粘结剂的质量比为1.35:1时,涂层性能最佳;结合强度可达14.78MPa,热震次数可达45次,磨粒磨损相对于基体提高3.56倍,粘着磨损相对于基体提高3.63倍;耐酸性能提高8.17倍,耐盐性能提高6.61倍。封孔后提高倍数更多。

目录

致谢

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 陶瓷涂层的发展概况

1.2 热化学反应法制备陶瓷涂层研究现状及其命名商榷

1.3 Al_2O_3-TiB_2 复相陶瓷研究现状

1.3.1 Al_2O_3-TiB_2 复相陶瓷

1.3.2 Al_2O_3-TiB_2 复相陶瓷涂层

1.4 镁合金表面处理方法及现状

1.5 本课题研究意义及内容

2 试验材料、设备及方法

2.1 试验材料的选择

2.1.1 Al-TiO_2-B_2O_3 反应体系的选择

2.1.2 Al-TiO_2-B_2O_3 反应体系添加剂的选择

2.1.3 涂层粘结剂的选择

2.3 试验设备

2.4 试验过程及工艺

2.4.1 机械合金化制备骨料粉体

2.4.2 陶瓷涂层粘结剂的配置

2.4.3 涂层制备

2.5 陶瓷涂层性能测试

2.5.1 陶瓷涂层骨料热效应（DTA）分析

2.5.2 陶瓷涂层相结构及形貌分析

2.5.3 陶瓷涂层结合强度测试

2.5.4 陶瓷涂层抗热震性能

2.5.5 陶瓷涂层耐磨性能试验

2.5.6 陶瓷涂层浸泡试验

3 试验结果与分析

3.1 Al-TiO_2-B_2O_3 反应体系陶瓷陶瓷制备及性能

3.1.1 Al-TiO_2-B_2O_3 反应体系可行性分析

3.1.2 Al-TiO_2-B_2O_3 体系陶瓷涂层制备

3.1.3 Al-TiO_2-B_2O_3 体系陶瓷涂层性能分析

3.2 添加Zn 粉体系陶瓷涂层制备及性能

3.2.1 Zn 粉加入量的确定

3.2.2 添加Zn 粉体系陶瓷涂层性能分析

3.3 添加Bi_2O_3 体系陶瓷涂层制备及性能

3.3.1 Bi_2O_3 加入量的确定

3.3.2 添加Bi_2O_3 体系陶瓷涂层热固化工艺的确定

3.3.3 添加Bi_2O_3 体系陶瓷涂层性能分析

3.4 三种体系陶瓷涂层综合性能对比分析

3.4.1 涂层界面形貌观察及相结构

3.4.2 涂层结合强度及热震性能

3.4.3 涂层耐磨性能

3.4.4 涂层耐蚀性能

结论

参考文献

作者简历

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