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镁合金表面MoS2/树脂杂化层的制备及其性能研究

作　者: 单小鹏
导　师: 王渠东；郭兴伍
学　校: 上海交通大学
专　业: 材料加工工程
关键词: MoS2/树脂杂化涂层 共沉积 电化学性能 摩擦磨损
分类号: TG174.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 31次
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内容摘要


镁合金具有超轻高强的特点,并且具有韧性好、容易变形加工等优点,是宇航、汽车、兵器、电子等领域中广泛应用的一类结构材料。但是,镁合金的耐蚀性和耐磨损性能较差,使它的应用受到很大的限制。本文以去离子水作为分散介质,选取工业上常用的树脂（阴离子丙烯酸树脂和阳离子环氧树脂）作为有机体,选取固体润滑剂MoS2作为填充颗粒,以Triton X-100作为主分散剂,制备了含有机树脂和MoS2颗粒的分散液;并以阳极氧化为前处理,采用电化学共沉积法在GW103K镁合金表面制备了MoS2/树脂杂化层。并通过PTFE乳液的共混改性,来提高杂化层的耐腐蚀和耐磨损性能,并讨论PTFE含量对杂化层性能的影响。采用MR-060型多功能摩擦磨损试验机表征了涂层的摩擦磨损性能,并分析了涂层的磨损机制;采用PARSTAT2273电化学工作站进行了电化学阻抗谱（EIS）及极化曲线（PD）测试;利用FE-SEM和EDS分析了膜层结构及形貌。结果表明:在3.5wt%NaCl溶液中和1N加载摩擦过程中,杂化层表现出较为优良的耐腐蚀和耐磨损性能;PTFE的加入,能够显著的降低杂化层的摩擦系数,提高耐磨损性能,并对耐腐蚀性能有所贡献。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-10
第一章 绪论  10-34
  1.1 课题研究背景及意义  10
  1.2 镁及镁合金概述  10-11
    1.2.1 镁合金的物理性质与力学性能  11
    1.2.2 镁合金的化学性质  11
  1.3 镁合金的应用  11-12
  1.4 镁合金腐蚀特性  12-15
    1.4.1 镁合金在水溶液中的腐蚀行为  12-13
    1.4.2 镁合金在盐溶液中的腐蚀行为  13
    1.4.3 镁合金在酸或碱中的腐蚀行为  13-14
    1.4.4 镁合金电偶腐蚀  14-15
  1.5 镁合金腐蚀和摩擦磨损性能的研究现状  15-17
    1.5.1 Mg-Al-Zn 系合金  15-16
    1.5.2 Mg-Al-Si 系镁合金  16
    1.5.3 稀土镁合金  16-17
  1.6 Mg-Gd-Y 系合金的研究进展  17-20
    1.6.1 Mg-Gd-Y 系合金的腐蚀行为研究  18-19
    1.6.2 Mg-Gd-Y 系合金的摩擦磨损行为研究  19-20
  1.7 镁合金的表面防护技术  20-29
    1.7.1 激光表面处理  20-21
    1.7.2 离子束辅助沉积技术(IBAD)  21
    1.7.3 化学转化  21-23
    1.7.4 阳极氧化  23-24
    1.7.5 微弧阳极氧化  24
    1.7.6 电镀与化学镀  24-26
    1.7.7 有机/无机杂化涂层  26-28
    1.7.8 其它表面处理方法  28-29
  1.8 本文主要研究内容  29
  参考文献  29-34
第二章 试验材料、设备和研究方法  34-43
  2.1 试验材料  34-36
    2.1.1 样品制备工艺  34
    2.1.2 合金成分  34-35
    2.1.3 主要化学试剂  35-36
  2.2 试验设备  36-41
    2.2.1 KDF 系列可控硅整流器  37-38
    2.2.2 电化学工作站  38
    2.2.3 场发射扫描电镜  38-39
    2.2.4 X 射线衍射仪  39-40
    2.2.5 摩擦磨损试验机  40-41
  2.3 研究方法  41-43
    2.3.1 显微分析  41
    2.3.2 物相分析  41
    2.3.3 开路电位  41
    2.3.4 电化学阻抗谱  41-42
    2.3.5 动电位极化曲线  42
    2.3.6 摩擦系数—时间变化曲线  42-43
第三章 MoS_2/丙烯酸树脂杂化层的制备及其性能研究  43-54
  3.1 引言  43-44
  3.2 实验部分  44-45
    3.2.1 乳液制备  44
    3.2.2 前处理工艺  44
    3.2.3 杂化层制备  44-45
    3.2.4 分析测试  45
  3.3 结果与讨论  45-51
    3.3.1 杂化层形貌  45-47
    3.3.2 电化学性能  47-50
    3.3.3 摩擦磨损性能  50-51
  3.4 本章小结  51-52
  参考文献  52-54
第四章 PTFE 乳液对MoS_2/丙烯酸杂化层性能的影响  54-64
  4.1 引言  54
  4.2 实验部分  54-56
    4.2.1 主要实验材料  54-55
    4.2.2 乳液制备  55
    4.2.3 前处理工艺  55
    4.2.4 杂化层制备  55-56
    4.2.5 分析测试  56
  4.3 结果与讨论  56-61
    4.3.1 形貌对比  56-57
    4.3.2 PTFE 乳液对杂化层电化学性能的影响  57-59
    4.3.3 PTFE 含量对电化学性能的影响  59-60
    4.3.4 PTFE 乳液对摩擦磨损性能的影响  60-61
  4.4 本章小结  61-62
  参考文献  62-64
第五章 MoS_2/环氧树脂杂化层的制备及其性能研究  64-74
  5.1 引言  64
  5.2 实验部分  64-66
    5.2.1 乳液制备  64-65
    5.2.2 前处理工艺  65
    5.2.3 MoS_2/环氧树脂杂化层制备  65
    5.2.4 PTFE 改性杂化层制备  65
    5.2.5 分析测试  65-66
  5.3 结果与讨论  66-72
    5.3.1 表面形貌  66-67
    5.3.2 MoS_2/环氧树脂杂化层的电化学性能  67-69
    5.3.3 MoS_2/环氧树脂杂化层的摩擦磨损性能  69-70
    5.3.5 PTFE 对MoS_2/环氧杂化层电化学性能的影响  70-71
    5.3.6 PTFE 对杂化层摩擦磨损性能的影响  71-72
  5.4 本章小结  72-73
  参考文献  73-74
第六章 结论  74-76
  6.1 主要结论  74-75
  6.2 研究展望  75-76
致谢  76-77
攻读硕士学位期间发表论文及获奖情况  77-78
  1 发表论文  77
  2 获奖情况  77-78
附件  78-80

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 金属腐蚀与保护、金属表面处理 > 腐蚀的控制与防护 > 金属表面防护技术
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