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纳米SiC粉体的制备及Ni-P-SiC（纳米）化学复合镀研究

作　者: 程秀
导　师: 揭晓华
学　校: 广东工业大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 高能球磨 机械合金化 纳米粉体 Ni-P-SiC(纳米)化学复合镀
分类号: TB383
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 293次
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内容摘要


以工业SiC粉末为原料，用高能球磨机制备了SiC纳米粉。用Philips XL30FEG型扫描电镜、Y-4A型X射线衍射仪对球磨后的粉末进行了形貌观察和相结构分析，统计了SiC粉体尺寸随球磨时间的变化规律。结果表明：随着时间的延长，粉末逐渐细化至纳米级，可以细化到30nm左右，但球磨时间超过25h后粉末颗粒继续细化的速度明显放慢，并且在球磨的过程因为晶粒细化和晶粒内部发生了严重的晶格畸变，纳米粉体X射线衍射峰产生严重宽化。 采用稀土作为添加剂，利用高能球磨机球磨微米尺寸Si、C的混合粉体使其合成纳米尺寸的SiC，利用扫描电镜观察经球磨后的粉体形貌，用Y-4A型X射线衍射仪对球磨后的粉体进行物相分析。结果表明：添加一定量的稀土可促进SiC的合成并加快粉体的细化过程。 在化学镀Ni-P工艺基础上添加不同浓度的纳米尺寸的SiC粒子，制备出纳米结构的涂层，探讨SiC纳米粒子及其浓度对镀速、复合镀层性能等的影响。利用XJP-2型金相显微镜观察镀层组织并测其厚度，Philips XL30 FEG型扫描电镜观测镀层表面的组织形貌，镀层与基体的结合力采用WS-92型声发涂层附着力划痕试验和弯折法两种方法来定性地检测。MVK-H3型显微硬度计测镀层硬度，镀层的晶化过程采用DSC-TGA热重分析仪进行的，在MPX-2000摩擦磨损试验机上进行滑动磨损试验，Philips XL30 FEG型扫描电镜观测镀层磨损后的形貌。结果表明：添加适量的SiC纳米粒子，镀速和镀层硬度都有显著的提高，当镀液中纳米碳化硅的浓度是4.5g／L时，镀速可达到68.4μm／h；当镀液中碳化硅的浓度是3.5g／L时，退火后镀层硬度可达到1650HV。镀层的晶化过程缓慢，Ni3P析出峰延迟到530℃左右。镀层的耐磨性能也有显著的提高，从磨损失重曲线上看，纳米复合镀层明显优于Ni-P合金镀层和微米碳化硅复合镀层。

全文目录


摘要  2-3
ABSTRACT  3-9
第一章 绪论  9-25
  1.1 前言  9-12
  1.2 文献综述  12-21
    1.2.1 纳米粉体的制备方法  12-17
    1.2.2 化学镀及化学复合镀  17-21
  1.3 课题的研究内容  21-23
    1.3.1 研究内容  21-22
    1.3.2 技术路线及研究方法  22
    1.3.3 研究意义  22-23
  1.4 创新之处及应用前景  23-25
    1.4.1 创新之处  23
    1.4.2 应用前景  23-25
第二章 SiC纳米粉体的制备  25-42
  2.1 引言  25-26
  2.2 高能球磨法制备SiC纳米粉体  26-31
    2.2.1 试验方法  26-28
    2.2.2 试验结果与讨论  28-31
  2.3 机械合金化合成碳化硅纳米粉体  31-41
    2.3.1 试验方法  32-33
    2.3.2 球磨后粉体的性能检测  33
    2.3.3 试验结果及分析  33-41
  2.4 本章小结  41-42
第三章 Ni-P-SiC(纳米)化学复合镀工艺  42-53
  3.1 引言  42-43
  3.2 试验方法  43-48
    3.2.1 试验材料  43
    3.2.2 镀液配方  43-45
    3.2.3 镀液的配制方法  45
    3.2.4 纳米碳化硅  45-46
    3.2.5 试样的镀前处理  46-47
    3.2.6 化学复合镀的基本工艺流程  47
    3.2.7 施镀设备  47-48
  3.3 性能检测  48
  3.4 试验结果及分析  48-52
    3.4.1 镀层的表观质量与镀层组织形貌  48-50
    3.4.2 纳米SiC颗粒对镀层沉积速度的影响  50-52
    3.4.3 镀层与基体的结合力  52
  3.5 本章小结  52-53
第四章 Ni-P-SiC(纳米)化学复合镀层的性能研究  53-68
  4.1 引言  53-54
  4.2 镀层性能检测  54-58
    4.2.1 镀层显微硬度的的检测  54-55
    4.2.2 摩擦磨损试验  55-58
  4.3 试验结果及分析  58-66
    4.3.1 显微硬度的结果及分析  58-59
    4.3.2 镀层晶化过程分析  59-61
    4.3.3 复合镀层摩擦磨损性能  61-66
  4.4 本章小结  66-68
结论  68-69
参考文献  69-75
攻读硕士期间发表的论文  75-76
独创性声明  76-77
致谢  77

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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