復(fù)合電沉積室溫離子液體熱處理顆粒的影響論文

1、Al-Al_2O_3復(fù)合涂層的制備及熱處理研究【摘要】 顆粒增強金屬基復(fù)合材料由于表現(xiàn)出優(yōu)于純金屬材料的物理和機械性能而得到青睞,但是復(fù)合材料的制備工藝一般都比較復(fù)雜需要高溫甚至高壓,生產(chǎn)成本很高。實際上,很多情況下只需在廉價材料表面制備一層滿足使用要求的金屬基復(fù)合涂層就能發(fā)揮整體實心金屬基復(fù)合材料的功能了,這既節(jié)約了資源又降低了成本。復(fù)合電沉積技術(shù)具有操作簡單、成本低和適合任意形狀基體且涂層厚度可控等優(yōu)點而被認(rèn)為是最有前景的制備復(fù)合涂層的方法。目前,復(fù)合電沉積技術(shù)的研究主要還是以水溶液為電解液,這使得復(fù)合電沉積技術(shù)在制備水溶液中無法電沉積的那一類金屬基復(fù)合涂層方面受到限制。本研究以摩爾比為2

2、：1的酸性AlCl3-氯化1-甲基-3-乙基咪唑(EMIC)為電解液,在其中加入濃度0-50g/L的納米-Al2O3顆粒,采用恒電流模式,成功制備了Al-Al2O3復(fù)合涂層。用XRD、SEM等手段,研究了Al2O3顆粒共沉積對Al電沉積的影響。Al2O3顆粒在2：1的酸性AlCl3-EMIC離子液體中具有良好的分散性,復(fù)合鍍層中Al2O3顆粒濃度隨鍍液中Al2O3顆粒濃度的增加呈先增加,后降低的趨勢,降低的原因與顆粒的團聚有關(guān)。Al2O3顆粒的共沉積. 更多還原【Abstract】 Although particulate reinforced metal matrix compos

3、ites attract more attention due to their improved physical and mechanical properties, both the complexity of the production and high cost restrict its application. In many cases, the cheap material coated by metal matrix composite coating can work like bulk metal matrix composite material. This can

4、save expensive resources at the same time reduce the cost. Electrochemical codeposition is an appropriate technique to easily fabricate composite coa. 更多還原 【關(guān)鍵詞】 復(fù)合電沉積； 室溫離子液體； 熱處理； 顆粒的影響； 【Key words】 Electro-codeposition； room temperature ionic liquid； heat treatment； influence of particles； 摘

5、要 5-6 Abstract 6-7 第一章 緒論 11-19 1.1 金屬基復(fù)合涂層及其制備 11-12 1.1.1 金屬基復(fù)合材料概述 11 1.1.2 金屬基復(fù)合材料的制備 11-12 1.2 復(fù)合電沉積技術(shù) 12-14 1.2.1 復(fù)合電沉積技術(shù)的發(fā)展 12 1.2.2 復(fù)合電沉積技術(shù)的用途 12-13 1.2.3 復(fù)合電沉積技術(shù)的影響因素 13 1.2.4 復(fù)合電沉積的機理 13-14 1.2.5 目前復(fù)合電沉積技術(shù)應(yīng)用的局限性 14 1.3 離子液體復(fù)合電沉積 14-17 1.3.1 離子液體的種類及性質(zhì) 14-15 1.3.2 離子液體在電沉積中的應(yīng)用 15-16 1.3.3 離

6、子液體復(fù)合電沉積的研究現(xiàn)狀 16-17 1.4 Al-Al_2O_3復(fù)合涂層的研究現(xiàn)狀 17 1.5 課題的提出及意義 17-19 1.5.1 存在的問題及解決方法 17-18 1.5.2 課題的研究內(nèi)容及意義 18-19 第二章 試驗方法 19-23 2.1 沉降試驗 19 2.1.1 納米-Al_2O_3顆粒的前處理 19 2.1.2 沉降懸浮液的制備 19 2.2 鍍層制備 19-21 2.2.1 AlCl_3-EMIC室溫離子液體的制備 20 2.2.2 1Cr17 的前處理 20 2.2.3 陽極Al的前處理 20 2.2.4 復(fù)合鍍鍍液的制備 20 2.2.5 電沉積參數(shù) 20-2

7、1 2.2.6 試樣放置方式 21 2.3 試樣的熱處理 21 2.4 檢測 21-23 2.4.1 外觀 21-22 2.4.2 表面粗糙度測量 22 2.4.3 金相觀察 22 2.4.4 硬度測試 22 2.4.5 掃描電鏡觀察及能譜分析 22 2.4.6 X射線衍射分析 22 2.4.7 鍍層中Al_2O_3體積分?jǐn)?shù)的測定 22-23 第三章 Al_2O_3顆粒在AlCl_3-EMIC中的分散穩(wěn)定性和機制 23-27 3.1 引言 23 3.2 Al_2O_3顆粒在EMIC-AlCl_3中的分散穩(wěn)定性 23-24 3.3 Al_2O_3顆粒在EMIC-AlCl_3中的分散機制 24-2

8、6 3.4 本章小結(jié) 26-27 第四章 AlCl_3-EMIC離子液體中Al-Al_2O_3顆粒的共沉積 27-45 4.1 引言 27 4.2 Al_2O_3的共沉積對電沉積Al形貌的影響 27-32 4.2.1 鍍層表面形貌 27-28 4.2.2 鍍層表面粗糙度 28-29 4.2.3 鍍層界面形貌 29-31 4.2.4 鍍層斷口形貌 31-32 4.3 鍍液中Al_2O_3顆粒的濃度對鍍層中Al_2O_3體積分?jǐn)?shù)的影響 32 4.4 Al_2O_3的共沉積對電沉積Al的影響 32-38 4.4.1 電沉積鍍層的XRD分析 32-34 4.4.2 電沉積Al的晶面間距 34-35 4

9、.4.3 電沉積Al的晶格常數(shù) 35 4.4.4 電沉積Al的晶體取向 35-37 4.4.5 電沉積Al的晶粒尺寸 37-38 4.4.6 電沉積Al的速率 38 4.5 Al_2O_3的共沉積對鍍層硬度的影響 38-42 4.6 AlCl_3-EMIC室溫離子液體中Al和Al_2O_3的共沉積機理 42-43 4.7 本章小結(jié) 43-45 第五章 -Al_2O_3對熱處理過程中Al擴散的影響 45-61 5.1 引言 45 5.2 670熱處理 45-52 5.2.1 純Al鍍層熱處理后的合金層組織與成分 45-48 5.2.2 Al-Al_2O_3復(fù)合鍍層熱處理后的合金層組織與成分 48-51 5.2.3 670下Al_2O_3顆粒對Al擴散的影響 51-52 5.3 600熱處理