一、钛合金微弧氧化对其性能的影响（论文文献综述）
余国庆[1]（2021）在《TC4合金微弧氧化膜层的制备及性能研究》文中进行了进一步梳理钛及钛合金由于具有高比强度、高成形性以及良好的生物相容性等优点,被广泛应用于航空工业、船舶制造、石油化工、汽车制造以及生物医疗等领域。其中Ti6Al4V合金（简称TC4）是目前广泛应用的工程材料之一,超过钛合金总用量的50%,但由于TC4硬度偏低、抗氧化性和耐磨性较差,导致其应用领域受到限制。本文以TC4钛合金为研究对象,通过微弧氧化法（micro-arc oxidation,MAO）对TC4合金进行表面处理,研究氧化时间和氧化电压对氧化膜层性能的影响规律,而后对制备出来的样品分别进行退火处理和封孔处理,以期改善和提高TC4合金表面氧化膜层的性能。首先,经微弧氧化处理后的TC4（MAO-TC4）表面呈微米级微孔分布,膜层主要由锐钛矿结构的二氧化钛（A-Ti O2）和α-Ti组成,电解液中Na OH的加入使TC4表面膜层的孔径、厚度都得到了增大,表面缺陷减少、平整度提高,膜层的综合性能更好。当电压为280V时,随着氧化时间的延长,样品的硬度、粗糙度、结合强度、耐腐蚀性能以及耐磨损性能均呈上升趋势。当氧化时间为20 min时,MAO-TC4合金膜层硬度为449.82 HV0.2,粗糙度为0.69μm,结合力为74.25 N。膜层的自腐蚀电流密度为0.54×10-6A/cm2,极化电阻为97.56 kΩ·cm2,磨损率为1.06×10-3g/cm2,其耐腐蚀性能和耐磨损性能达到最优。当氧化时间为20 min时,随着工作电压的提升,MAO-TC4合金膜层的硬度、粗糙度以及结合强度均呈上升趋势。随着工作电压的升高,MAO-TC4合金膜层的耐腐蚀和耐磨损性能先增大后减小,当电压为280V时,膜层的自腐蚀电流密度为0.52×10-6A/cm2,极化电阻为94.68 kΩ·cm2,磨损率为1.07×10-3g/cm2,膜层的耐腐蚀以及耐磨损性能最优。其次,将经280V、20 min处理后MAO-TC4合金进行退火,发现膜层主要由A-Ti O2、金红石结构的二氧化钛（R-Ti O2）和α-Ti组成。MAO-TC4合金表面氧化膜层的孔洞尺寸、硬度和粗糙度也随之增大,而结合力、耐腐蚀性和耐磨损性能随着退火温度的增加呈现出先增大后减小的趋势,当退火温度为650℃时,其结合力为76.45 N,膜层的自腐蚀电流密度为0.13×10-6A/cm2,极化电阻为147.97 kΩ·cm2,磨损率为3.54×10-3g/cm2,耐腐蚀以及耐磨损性能最佳。最后,对经280V、20 min处理后的MAO-TC4合金进行封孔处理,膜层的硬度、粗糙度和结合力随着封孔时间的增加而增大,其耐腐蚀性能和耐磨损性能随着封孔时间的增加先增大后减小,当封孔时间为10 min时,膜层的自腐蚀电流密度为0.44×10-6A/cm2、极化电阻为77.06 kΩ·cm2、磨损率为0.35×10-3g/cm2,此时,耐腐蚀性能和耐磨损性能均达到最佳。综上,TC4合金在含Na OH电解液中经280V、20 min微弧氧化处理后试样膜层的耐腐蚀性能、耐磨损性能均得到了改善;经650℃退火处理后的MAO-TC4合金膜层相较于未退火处理的样品,其耐腐蚀性能显着提升;经10 min封孔处理后的MAO-TC4合金膜层较未封孔处理样品,其耐摩擦磨损性能显着提升。
魏敬鹏[2]（2021）在《钛表面铜掺杂微弧氧化层制备及海洋环境中的性能表征》文中认为钛合金因为其优异的综合性能而被广泛应用于航空、生物医疗等各个领域,但在复杂的海洋环境中,钛合金耐磨性差和生物污损等问题限制其广泛应用。本论文通过微弧氧化技术在钛合金表面制备铜掺杂的微弧氧化层,借助扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、X光电子能谱仪（XPS）、显微硬度仪、模拟海水中的摩擦磨损试验和抗菌试验研究了铜掺杂对微弧氧化层成分、微观结构、显微硬度、抗磨损性能、耐蚀性和抗菌性的影响,得出了以下主要结论:（1）焦磷酸铜的加入使得微弧氧化层由浅灰逐步向深灰转变,表面孔隙减小,膜层致密性增强,摩擦系数波动减小,磨痕宽度变窄,粘着磨损程度明显降低,但耐蚀性下降。随焦磷酸铜浓度的增加,微弧氧化层的接触角呈先增大后减小,厚度增大,硬度减小。抗菌试验结果表明,金黄色葡萄球菌更容易在氧化层的孔隙处聚集,随焦磷酸铜的加入,氧化层表面的细菌附着数量明显减少,其中,10 g/L的焦磷酸铜的杀菌作用最为显着。（2）硫酸铜的加入可使微弧氧化层由黄灰色变为深蓝色,耐蚀性下降。随着硫酸铜浓度增加,微弧氧化层静态接触角先增大后减小,摩擦系数波动减小,磨痕宽度变窄,粗糙度增加,但厚度并没有明显增大。当硫酸铜浓度为6 g/L时,氧化层最为均匀致密,微孔数量最少,孔径最小。抗菌试验结果表明,硫酸铜的加入使微弧氧化层表面的细菌附着数量明显减少,聚集状态减弱,抗菌性能增强,但加入6 g/L氧化亚铜微粒后,继续增加硫酸铜浓度对金黄色葡萄球菌的抑制效果无明显影响。（3）氧化亚铜加入使微弧氧化层由浅灰向黄棕色转变,耐蚀性下降,摩擦系数波动减小,磨痕宽度变窄。随着氧化亚铜浓度的增加,氧化层厚度增加,粗糙度先增加后下降,其中,氧化亚铜添加量为6 g/L时,氧化层表面最为致密,此时接触角最大,摩擦系数较小。抗菌试验表明,随氧化亚铜微粒浓度的增加,微弧氧化层表面的细菌附着数量减少,抗菌性逐渐改善。（4）铜的三种掺杂方式都使微弧氧化层的颜色向深色转变,同时均使微弧氧化层的致密性增强,厚度增加,耐蚀性下降。铜的自润滑效应使微弧氧化层磨损性能得到改善,摩擦系数波动减小,磨痕宽度变窄。掺杂铜后微弧氧化层对金黄色葡萄球菌具有了明显的抑制作用。
康帅[3]（2021）在《不同主盐电解液对TC4钛合金微弧氧化膜层结构和性能的影响》文中提出本文以TC4钛合金为基体材料,利用微弧氧化技术,在配方均匀试验的基础上,对比研究了在不同的电解液体系（Na2Si O3、Na3PO4、NaAlO2的其中一种与KF、Na OH搭配组合）下,电解液对微弧氧化膜层结构和性能的影响,并找出各个性能下的优方案。结果表明:不同的电解液体系中,电导率对微弧氧化反应的可行性和膜层的成膜性影响最大,并且Na OH对溶液的电导率和pH值影响最大,KF次之,主盐最小;在不同的方案间,溶液的电导率、pH值和电解液反应前后的温度变化值△t变化趋势完全吻合,且起弧电压与电导率整体成反比关系。在相同方案下试验可行性和成膜性中,磷酸盐系整体最优,在三种电解液体系中反应最为温和,且膜层表面最为光滑,硅酸盐系膜层表面最为粗糙疏松,铝酸盐系反应最为剧烈,可行性和成膜性最差。三种电解液盐系下,皆有金红石型TiO2和锐钛矿型TiO2。不同点在于硅酸盐膜层中独含少量Al2Si O5,磷酸盐系中为非晶态的磷酸盐物质,铝酸盐系中独含大量Al2TiO5。在硅酸盐和磷酸盐系中,提高主盐浓度,可以提高膜层厚度和点滴耐蚀性,但是会使膜层更加粗糙疏松多孔,提高Na OH浓度有利于亚稳定态的锐钛矿型TiO2转化成更加稳定的金红石型TiO2,但是会降低膜层的致密度和电化学耐蚀性。在铝酸盐中提高NaAlO2浓度虽然不能明显提高膜厚,但能增加可以明显改善膜层耐磨性能的Al2Si O5含量,三盐系中,提高KF浓度可以提高电导率,但是总体对膜层结构和性能的影响最小。可以适当提高主盐浓度和降低Na OH浓度,来从物相成分、致密度、膜厚的角度改善提高膜层的耐磨性。硅酸盐系下所制备的膜层在H+和Cl-腐蚀环境中耐蚀性最好的都为7#方案;磷酸盐系和铝酸盐系膜层在H+腐蚀环境中耐蚀性最好的都为7#,在Cl-腐蚀环境中耐蚀性最好的都为10#。三种盐系相同摩擦测试条件下,膜层耐磨性最好的都为7#。7#方案组分为,主盐:5.82 g/L、KF:3.54 g/L、Na OH:2.18 g/L。10#方案组分为,主盐:0.75 g/L、KF:5.07 g/L、Na OH:2.05 g/L。相同方案下三种电解液体系所制备的微弧氧化膜层中,硅酸盐系的膜层厚度最大,点滴耐蚀性最好,磷酸盐系膜层最为致密光滑,电化学耐蚀性最好,相同摩擦测试条件下,铝酸盐系所制备的膜层耐磨性最好。
李雯娜[4]（2021）在《不同主盐电解液对TA2纯钛微弧氧化膜层性能的影响》文中研究表明本论文以TA2纯钛作为研究对象,采用配方均匀设计方法在硅酸盐、磷酸盐、铝酸盐三种盐系下进行微弧氧化,研究各盐系中不同电解液组分对微弧氧化试验的可行性、膜层的成膜性、膜层厚度、微观形貌及耐蚀性的影响。此外,本文对各盐系中膜层的物相组成及成分进行了分析研究。首先,分别研究不同盐系中电解液组分与膜层厚度（μm）、点滴完全变白时间（min）及腐蚀电流密度（A/cm2）这三大指标之间的关系并得出各指标的最佳值,最终结合膜层的微观组织形貌,以膜层的耐腐蚀性为主兼顾膜层厚度的原则,综合分析得出各盐系中的最佳电解液方案。通过对硅酸盐系中各电解液方案中微弧氧化膜层的研究发现,NaOH对于膜厚的影响最为显着,Na2SiO3次之,KF最小。当电解液中NaOH的比例达到0.691时,膜厚达到了最大值14.67μm;对膜层的表面形貌进行分析可知,电解液中高比例的Na2SiO3容易形成颗粒状堆积的表面形貌,而NaOH组分过高,容易使膜层产生大孔、裂纹等缺陷;在点滴测试中发现,膜厚并不是影响膜层点滴耐蚀性的主要因素,膜层的点滴耐蚀性与其微观组织形貌密切相关;在电化学测试中发现,膜层的电化学耐蚀性受膜层的表面孔隙率、微孔尺寸及微裂纹的影响较大。同时发现,电解液中Na2SiO3、NaOH的比例对膜层的点滴耐蚀性及电化学耐蚀性的影响都比较显着。通过对各电解液方案中膜层厚度及耐蚀性的综合分析,确定2#为最优方案,其电解液配比为Na2SiO30.613、KF0.290、NaOH0.097。此外,根据XRD分析可知,膜层主要由金红石型TiO2、锐钛矿TiO2及少量的非晶化合物所组成;经EDS分析可知,Ti、O、Si是膜层的主要元素,F元素含量极少,Si、Ti两种元素在膜层中的分布呈交替互补趋势,Si元素在膜层外部的含量大于膜层内部。通过对磷酸盐系中各方案微弧氧化膜层的研究发现,对于膜厚影响最大的因素是Na3PO4,NaOH次之,KF最小。电解液中Na3PO4的比例越高,参与成膜反应的物质的量就会增多,可显着提高膜层的厚度;对膜层的表面形貌进行分析可知,Na3PO4容易生成典型的“蜂窝状”形貌,NaOH主要对膜层表面的孔隙率、微孔形态、孔径分布等影响显着;在点滴耐蚀性试验研究中发现,除膜厚之外,膜层的点滴耐蚀性还与膜层的微观组织形貌、物相组成及含量等因素有关,其中Na3PO4和NaOH对膜层的点滴耐蚀性影响较为显着;在电化学测试中发现,膜层的电化学腐蚀主要呈现出以渗透性为主的腐蚀特征,NaOH对膜层的电化学耐蚀性影响较大。最终根据以膜层耐蚀性为主兼顾膜层厚度的原则,1#方案所得膜层的性能最为优越,其电解液配比为Na3PO40.776、KF0.078、NaOH0.145。另外,根据XRD分析可知,膜层的主要由锐钛矿型TiO2或金红石型TiO2组成。并经EDS分析可知,Ti、O、P是膜层的主要组成元素。通过对铝酸盐系中各电解液方案中微弧氧化膜层的研究发现,膜层普遍较薄,NaOH对膜层厚度影响最大,KF次之,NaAlO2最小,且当电解液中NaOH的比例达到0.691时,膜厚达最大值为10.77μm;对表面形貌进行分析可知,NaAlO2有利于形成典型的“火山口”状的表面形貌,电解液中NaOH组分过高时,容易使得膜层表面产生微裂纹、大孔等表面缺陷;在点滴测试中发现,膜层的点滴耐蚀性主要与膜层表面孔隙率,微孔形态、表面缺陷等微观组织特征参量有关,其中,NaOH对膜层的点滴耐蚀性影响最大;在电化学试验中,发现各方案下膜层的电化学耐蚀性相差不大,2#方案中所制备的膜层表现出较优的电化学耐蚀性。综合考虑膜层的耐蚀性及厚度,在所有的电解液方案中,2#方案所制备的膜层性能最好,其电解液配比为NaAlO20.613、KF0.290、NaOH0.097。另外,根据XRD分析可知,膜层的主要组成物相为高熔点的Al2TiO5及金红石型TiO2,并经EDS分析可知膜层中含有Ti、O、Al、F四种元素,其中F元素含量最少,Ti、O两种元素在膜层中分布较为均匀,Al元素从膜层外部到内部呈现出逐渐递减的趋势。
党凯[5]（2020）在《Ti6Al4V轻量化活塞表面的减摩耐磨技术研究》文中提出钛合金作为一种新兴的结构材料,与传统金属材料相比具有许多突出优点。近年来已有将钛合金应用于内燃机活塞的相关研究。本文针对TC4钛合金耐磨性差这一关键问题,结合活塞具体运动工况,对活塞不同部位的TC4钛合金表面采用了不同的耐磨处理方式,分析了不同方式处理下TC4钛合金的摩擦学性能,具体内容有:（1）首先建立TC4活塞模型,运用ANSYS WORKBENCH仿真软件分析活塞的沿度场,结果显示活塞的最高温度出现在顶面和火力岸位置。同时分析运动过程中的受力情况和接触状态,初步判定磨损类型,根据温度场仿真及静力学分析结果设计合理的活塞的表面处理工艺。（2）针对活塞头部高温区域,本文采用高温渗硼工艺提高此区域的表面硬度。研究了在1000℃下不同保温时长对渗硼层厚度的影响。SEM观测结果发现:渗硼处理后基体表面生成微米级的微凸起颗粒,随着渗硼时间的增长,微凸起变得更密集,渗层厚度不断增大,硬度也逐渐增大。采用球-盘摩擦实验机研究在不同载荷和滑动速度下渗硼表面的摩擦学性能。在干摩擦条件下,渗硼表面的摩擦系数均高于未渗硼表面,但渗玥表面的耐磨性能更优。乏油润滑时,以渗层厚度最薄的表面为例,其摩擦系数约为基体的50%,同时无明显磨损痕迹,抗磨性能优良。（3）针对活塞上、下止点处的润滑油难存储问题,对Ti6Al4V基体采用微弧氧化处理制备多孔耐磨陶瓷层以提高润滑油的存储性能和耐磨性。随着微弧氧化时间的增长,氧化膜层变厚,且硬度由基体的253HV0.5增加到2028HV0.5,但表面孔洞直径和膜层粗糙度也增大。干摩擦实验表明:处理5min的氧化膜层摩擦系数最低,但易被磨穿,抗磨性能差。随着微弧氧化时间的延长,氧化膜层的抗磨性能得到改善。在乏油润滑下,处理5min的表面磨损最严重,处理15min的表面磨损最轻。对比了不同润滑油的边界润滑性能,发现PAO10油具有更好的润滑性能。（4）针对运动过程中,缸体中间存在偏磨问题,采用石墨烯-树脂固体润滑涂层进行防护。研究表明适量的石墨烯会改善涂层的抗磨性能,但添加量过多会导致摩擦系数增大,0.8%石墨烯的涂层表面减摩耐磨性能最优。进一步地,引入减磨剂MoDTC、BDDP和润滑油PAO10对涂层进行边界润滑,涂层均具有良好的耐磨性,相比于添加减磨剂MoDTC、BDDP,润滑油PAO10油在石墨烯固体润滑涂层边界润滑条件下的减摩性能最好。
王伟[6]（2020）在《TC4钛合金微弧氧化制备工艺及膜层封孔技术研究》文中研究表明微弧氧化处理有利于增强材料的耐蚀性,但由于微弧氧化成膜的特点导致制备的膜层存在大量放电孔洞,这为腐蚀介质的侵入提供了便利,因此有必要研究微弧氧化工艺和膜层封孔技术,通过减少膜层孔洞来进一步提高材料的耐蚀性。目前关于工艺参数对钛合金微弧氧化膜层结构与性能的影响规律还不够全面,而且国内外关于钛合金微弧氧化膜层封孔技术的研究多是结合磁控溅射等复杂工艺,为解决该问题,本文选用TC4钛合金,通过电化学阻抗谱、动电位极化曲线、接触角测试、XRD、SEM/EDS和红外光谱等手段,详细研究了微弧氧化工艺参数对膜层结构与耐蚀性的影响规律以及采用硬脂酸和BTESPT硅烷这两类工艺简单的封孔处理后膜层结构和性能的变化。研究结果表明膜层的耐蚀性能与膜层表面孔隙率密切相关,适当增加脉冲频率,减小电流密度和占空比并选择合适的氧化时间能制备出表面孔隙率更小的微弧氧化膜层,从而达到改善膜层耐蚀性的目的。采用硬脂酸或BTESPT硅烷对膜层进行封孔处理后,都能有效地封闭膜层的孔洞,并提高膜层表面的疏水性。与未处理的微弧氧化膜层相比,经硬脂酸封孔处理或硅烷封孔处理后的膜层均显示出更低的腐蚀电流密度和更高的阻抗值,膜层耐蚀性明显提高,表明硬脂酸处理和硅烷处理均是行之有效的表面处理手段,工艺简单且效果明显,为简化微弧氧化膜层封孔工艺提供了思路,有利于拓宽微弧氧化技术的应用范围。
曹飞[7]（2020）在《Zr元素对近α钛合金微弧氧化膜特性影响研究》文中提出近α钛合金因具有比强度高、可加工性好、低温性能优良、生物相容性好、无磁等优良特性,被大量应用于航空航天、军用领域和船舰中。随着近α钛合金在各领域大量应用,其粘合磨损、微动磨损较为敏感,易发生缝隙腐蚀、电偶腐蚀和磨损腐蚀等缺点日益凸显。采用微弧氧化技术,在其表面形成一层耐磨、耐蚀的氧化膜来解决上述问题是近年来新兴的一种技术。本文以铸态近α钛合金为研究对象,通过改变Zr元素含量来进行微弧氧化处理,以提高近α钛合金的耐磨性和耐蚀性。分别通过改变铸态近α钛合金中Zr元素含量,研究Zr元素对基体组织及基体电学性能的影响,及对微弧氧化膜层微观形貌、相组成、耐磨性和耐蚀性的影响;通过在电解液中添加ZrO2和碳酸锆粉末来研究其对微弧氧化膜层微观形貌、相组成、耐磨性和耐蚀性等特性的影响。利用原子力显微镜对基体电位进行测量,二次探针法对基体电阻率进行测量;利用激光共聚焦显微镜对膜层三维立体形貌进行观察;利用附着力自动划痕仪进行膜层结合力测试;利用旋转式耐磨试验机对陶瓷膜层耐磨性进行测试;采用XRD、SEM、EDS等分析手段对膜层特性进行表征。研究结果表明,改变铸态近α钛合金基体中的Zr元素含量,合金相组织、电位分布、电阻率等发生变化,相应微弧氧化膜层的特性也随之改变。Ti-5Al-1V-1Sn-4Zr-0.8Mo合金电阻率最大为1.6523μΩ·m,微弧氧化膜层厚度最大为106.6μm,粗糙度最小为22.56μm,磨损比最小为0.04%,耐磨性最好;Ti-5Al-1V-1Sn-3Zr-0.8Mo合金经微弧氧化后,膜层表面裂纹最少,并且最为致密,膜层表面电化学腐蚀结果显示其腐蚀电位最高为-0.1597V,耐蚀性较好,这表明改变Zr元素含量后基体相组成、电阻率、电位分布等发生变化使得微弧氧化膜层特性受到影响。电解液中添加ZrO2和碳酸锆可以有效填充膜层中的孔洞并减少裂纹,获得更为致密的氧化膜。ZrO2加入量为5g/L时,氧化膜厚度达到最大为106μm,其粗糙度23.7μm;XRD结果显示,随ZrO2加入量的增加衍射峰越高,膜层中金红石TiO2、锐钛矿TiO2含量相对减少,且磨损失重比逐渐降低,说明膜层耐磨性越好;碳酸锆加入量为1g/L时膜层厚度最大为110μm,粗糙度最小13.5μm,碳酸锆加入量为5g/L时,膜层中孔洞数量最多,致密性较差。
杨丽琪[8]（2020）在《T30Z合金微弧氧化涂层的微观组织结构与摩擦磨损行为研究》文中研究说明本文采用双极性脉冲电源,在Na2SiO3+Na4P2O7+NaOH电解液体系中对Ti30Zr5Al3V合金表面进行微弧氧化处理。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱分析测试仪等测试技术,研究了不同氧化时间、氧化电压以及脉冲频率对微弧氧化涂层的相组成、涂层的致密性、涂层的表面形貌和厚度的影响规律。利用往复摩擦磨损试验机评价不同工艺参数下涂层的摩擦磨损性能,并揭示其磨损机制。试验结果表明,不同工艺参数下制备的陶瓷涂层均呈粗糙多孔的结构,且EDS分析发现涂层中富集电解液中的Si、P元素和来自基体的Ti、Zr和V元素,不存在电解液阳离子。涂层截面具有致密层、多孔层和过渡层三层式结构。同一电解液中放电脉冲能量是影响涂层生长速率和组织结构的决定性因素,而工艺参数的变化实际上改变的是放电脉冲能量,增加氧化时间、电压,减少脉冲频率均会使脉冲能量增加,进而使涂层生长速率加快,阳极表面的放电火花增大,涂层厚度增大。其中氧化时间为20 min,电压450 V,频率500 HZ下制备的涂层表面比较均匀,且致密性相对较好。通过研究工艺参数对涂层物相组成的影响发现,不同参数涂层中均含有锐钛矿TiO2相和金红石TiO2相,并含有少量非晶相。工艺参数影响两相的相对含量,其中随着氧化时间、电压的增加,金红石的相对含量增加,锐钛矿的相对含量减少。而脉冲频率对涂层中两相含量的影响则相反。通过往复摩擦实验评价了微弧氧化涂层的摩擦性能,结果显示,未经微弧氧化处理的T30Z合金与GCr15钢球对磨时的摩擦系数在0.35到0.45之间波动,磨损机制为磨粒磨损、粘着磨损和层离磨损共存。工艺参数改变时,摩擦过程中未失效的T30Z合金涂层的摩擦系数稳定在0.8左右,此时的磨损机制为轻微的磨粒磨损和粘着磨损,耐磨性较基材得到明显改善。
李新义[9]（2020）在《微弧氧化/颗粒复合膜层生长机理与关键制备技术研究》文中指出本文针对微弧氧化过程中局部放电机制不清、温度分布存在争议、第二相粒子作用规律复杂等与微弧氧化膜层性能密切相关的研究难点,设计搭建了原位连续观测系统,通过膜层的组织结构分析与耐蚀、耐磨性能评价,系统研究了铝合金在Na2SiO3-Na5P3O10-CH3COONa电解液体系中的微弧氧化行为与机理。采用添加第二相颗粒的方法制备了微弧氧化/强化颗粒复合膜,利用组织结构观察和膜层分析等手段研究了微弧氧化/强化颗粒复合膜的成膜机理,对比分析了微弧氧化/（ZrO2和h-BN）复合膜的耐磨和耐蚀行为。结合理论分析,探讨了微弧氧化过程中放电特征、微弧氧化复合膜层生长规律与机制,明确了高性能复合膜层制备的关键技术参数,主要研究结果如下:（1）原位连续观测了微弧氧化过程中局部微弧放电行为,放电产生的高温使基体金属及其氧化物熔融甚至气化,熔池中心为放电通道,随微弧氧化过程进行,电解液中水蒸气沿熔池通道逸出,熔融物体积增加。当熔融范围达到膜层厚度时,氧化膜发生击穿,在电解液冷却作用下熔融物迅速凝固,由于电荷导通火花放电停止,熔池停止增大,其尺寸和与膜层厚度一致。受生长机制影响微弧氧化膜非层状结构,无疏松层与致密层界面,不断生成的新熔池覆盖旧熔池使得膜层不断增厚。（2）在电解液中添加第二相颗粒后,部分第二相颗粒在反应过程中被微弧形成的熔池“捕获”后,进入微弧氧化膜表面熔池中,使得微弧氧化膜表面熔池数量明显减少。部分第二相颗粒以吸附、啮合的形式团聚在微弧氧化膜表面,形成微凸体。另有部分第二相颗粒在微弧氧化过程中高温放电融合进入微弧氧化膜内部。（3）微弧氧化复合膜表面的第二相颗粒是通过电泳、吸附、扩散作用在复合膜层表面形成富集,而微弧氧化膜熔池底部的第二相颗粒则由于在击穿放电发生时,熔池底部的熔融物沿放电通道向外喷出后,在通道内部形成负压,导致溶液中的第二相颗粒随溶液进入熔池通道内部并在底部沉积,形成微弧氧化复合膜。（4）加入不同第二相颗粒后,铝合金微弧氧化/h-BN复合膜的摩擦系数可降至约0.1,其耐磨性优于铝合金微弧氧化/ZrO2复合膜。这是由于h-BN颗粒具有类石墨的层状结构,在摩擦过程中层状h-BN间的分子作用力可以替代摩擦副之间的部分作用力。根据电化学测试,微弧氧化/ZrO2复合膜的自腐蚀电流密度为6.633×l0-7A·cm-2,比单一微弧氧化膜这一数值下降了 92.4%。添加ZrO2制备的微弧氧化复合膜耐蚀性能优于微弧氧化/h-BN复合膜。（5）作为工艺对比的Ti-6Al-4V钛合金基体,其微弧氧化复合膜中第二相颗粒在熔池温度场作用下发生相变,高温相在熔池快速冷却的冻结效应中保留呈多相并存状态。低温相是在熔池温度场作用时间较长区域由高温相的二次相变产生。微弧氧化熔池活跃时期的最低温度高于2123K,最高温度不低于3683K。熔池持续活跃时间在微弧氧化初期较短（毫秒级）,随膜层厚度增加而增大（秒级）,熔池温度场梯度很大,约为70K/μm。（6）微弧氧化第二相颗粒复合过程包括两步,一是第二相颗粒达到阳极表面,包含紊动扩散、压差驱动和带电迁移三种机制;二是第二相颗粒复合进入膜层,包含冲压回拢、啮合融覆、高位冲击和区域重组4种模型。微米亚微米级第二相颗粒对复合膜的强化机理是元素掺杂。第二相颗粒进入复合膜的方式是熔池冷却过程中粘附在表面,在下一轮的熔池活跃期被熔池熔融物裹夹进入膜层。
李云玉[10]（2020）在《钛合金微弧氧化膜层的制备工艺及其耐磨性能优化研究》文中研究指明钛及其合金虽然在航空航天、舰船制造等领域有着广泛应用,但其表面硬度低,耐磨性差,这限制了其在机械传动领域的应用。为了扩大其应用范围,本文通过改变电解液体系和优化微弧氧化工艺参数在TA2基体表面制备耐磨性较好的微弧氧化膜层,并探索微弧氧化膜层在边界润滑条件下的耐磨性。不同电解液体系制备的微弧氧化膜层性能差异较大。首先,研究了在单一电解液体系制备的微弧氧化膜层的耐磨性。在铝酸盐电解液体系中,微弧氧化膜层的生长包括基体的氧化和电解质的沉积,膜层由钛酸铝、金红石和氧化铝组成,膜层的厚度和表面粗糙度最小,硬度最大,磨损率最低;在磷酸盐电解液体系中,微弧氧化膜层的生长主要为基体的氧化,膜层由锐钛矿和金红石组成;在硅酸盐电解液体系中,微弧氧化膜层的生长主要为电解质的沉积,膜层由非晶相二氧化硅、锐钛矿和金红石组成,膜层的厚度和表面粗糙度最大,硬度最小,磨损率最大。其次,探索了在铝酸盐和磷酸盐的复合电解液体系中制备的微弧氧化膜层的耐磨性,随着磷酸钠浓度的增加,微弧氧化膜层的厚度增加,硬度下降,磨损率增加。在铝酸盐电解液体系制备的微弧氧化膜层耐磨性最佳,通过正交试验得到在该电解液体系中制备微弧氧化膜层的最优工艺:电压为470 V、电解液浓度为10 g/L和氧化时间为10 min。采用最优工艺参数制备的微弧氧化膜层厚度约为5.8μm,主要由钛酸铝、金红石和氧化铝组成。在干摩擦条件下,微弧氧化膜层主要发生磨粒磨损和黏着磨损,其磨损率为6.52×10-6 mm3N-1m-1。探索油润滑条件对微弧氧化膜层摩擦和磨损性能的影响。结果表明,微弧氧化膜层处于边界润滑状态时,膜层的摩擦系数稳定在0.13左右。当对磨球材料为GCr15时,微弧氧化膜层在干摩擦和边界润滑条件下的磨损率均较小;当对磨球材料为Al2O3时,在干摩擦条件下,微弧氧化膜层迅速失效,磨损率较大,而在边界润滑条件下,微弧氧化膜层的使用寿命得到了提高,膜层的磨损率较小。
二、钛合金微弧氧化对其性能的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、钛合金微弧氧化对其性能的影响（论文提纲范文）
（1）TC4合金微弧氧化膜层的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 钛及钛合金 |
| 1.2 钛合金的分类 |
| 1.3 钛合金的表面改性 |
| 1.3.1 微弧氧化工艺 |
| 1.3.2 其他改性方法 |
| 1.4 微弧氧化膜层对钛合金性能的影响 |
| 1.5 钛合金微弧氧化膜层的应用 |
| 1.6 本课题的研究目的及主要研究内容 |
| 1.6.1 研究目的 |
| 1.6.2 主要研究内容 |
| 第2章 微弧氧化处理工艺参数对膜层性能的影响 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验与测试方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 电解液配比对微弧氧化膜层的影响 |
| 2.3.2 微弧氧化时间对微弧氧化膜层的影响 |
| 2.3.3 微弧氧化电压对微弧氧化膜层的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 退火处理温度对MAO-TC4 膜层性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验材料与方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 退火温度对MAO-TC4 合金表面形貌的影响 |
| 3.3.2 退火温度对MAO-TC4 合金相结构的影响 |
| 3.3.3 退火温度对MAO-TC4 合金力学性能的影响 |
| 3.3.4 退火温度对MAO-TC4 合金耐腐蚀性能的影响 |
| 3.3.5 退火温度对MAO-TC4 合金耐磨损性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 封孔处理时间对MAO-TC4 膜层性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验材料及方法 |
| 4.3 结果分析与讨论 |
| 4.3.1 封孔时间对MAO-TC4 合金表面形貌的影响 |
| 4.3.2 封孔时间对MAO-TC4 合金力学性能的影响 |
| 4.3.3 封孔时间对MAO-TC4 合金耐腐蚀性能的影响 |
| 4.3.4 封孔时间对MAO-TC4 合金耐磨损性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（2）钛表面铜掺杂微弧氧化层制备及海洋环境中的性能表征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 钛及钛合金概况 |
| 1.2.1 钛合金特点及分类 |
| 1.2.2 钛合金的应用 |
| 1.3 钛合金表面处理技术及其研究现状 |
| 1.3.1 激光处理及技术及其研究现状 |
| 1.3.2 离子注入技术及其研究现状 |
| 1.3.3 冷喷涂技术及其研究现状 |
| 1.3.4 阳极氧化技术及其研究现状 |
| 1.3.5 微弧氧化技术及其在钛合金表面改性中的研究现状 |
| 1.5 本论文主要研究意义及研究内容 |
| 1.5.1 主要研究意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 2 试验设备与研究方法 |
| 2.1 试验材料及其制备 |
| 2.2 微弧氧化层分析与表征方法 |
| 2.2.1 微弧氧化层组织结构与成分分析 |
| 2.2.2 显微硬度、厚度及结合力测试 |
| 2.2.3 涂层润湿性表征 |
| 2.3 磨损性能测试 |
| 2.4 腐蚀性能测试 |
| 2.5 抗菌性能测试方法 |
| 2.6 技术路线图 |
| 3 焦磷酸铜对钛合金表面微弧氧化层结构和性能的影响 |
| 3.1 焦磷酸铜对微弧氧化层组织结构的影响 |
| 3.1.1 宏观形貌 |
| 3.1.2 微观形貌 |
| 3.1.3 相结构与表面成分 |
| 3.1.4 粗糙度和厚度 |
| 3.1.5 硬度和结合力 |
| 3.1.6 表面润湿性 |
| 3.2 焦磷酸铜对微弧氧化层抗磨损性能的影响 |
| 3.3 焦磷酸铜对微弧氧化层耐蚀性的影响 |
| 3.4 焦磷酸铜对微弧氧化层抗菌性能的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 硫酸铜对钛合金表面微弧氧化层结构和性能的影响 |
| 4.1 硫酸铜对微弧氧化层组织结构的影响 |
| 4.1.1 宏观形貌 |
| 4.1.2 微观形貌 |
| 4.1.3 相结构与表面成分 |
| 4.1.4 粗糙度和厚度 |
| 4.1.5 表面润湿性 |
| 4.2 硫酸铜对微弧氧化层抗磨损性能的影响 |
| 4.3 硫酸铜对微弧氧化层耐蚀性的影响 |
| 4.4 硫酸铜对微弧氧化层抗菌性能的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 氧化亚铜微粒对钛合金表面微弧氧化层结构和性能的影响 |
| 5.1 氧化亚铜微粒对微弧氧化层组织结构的影响 |
| 5.1.1 宏观形貌 |
| 5.1.2 微观形貌及元素组成 |
| 5.1.3 相结构与表面成分 |
| 5.1.4 粗糙度和厚度 |
| 5.1.5 表面润湿性 |
| 5.2 氧化亚铜微粒对微弧氧化层抗磨损性能的影响 |
| 5.3 氧化亚铜微粒对微弧氧化层耐蚀性的影响 |
| 5.4 氧化亚铜微粒对微弧氧化层抗菌性能的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
| 致谢 |
（3）不同主盐电解液对TC4钛合金微弧氧化膜层结构和性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 钛及钛合金的简介和应用现状 |
| 1.2 微弧氧化概述 |
| 1.2.1 微弧氧化简介 |
| 1.2.2 微弧氧化技术的发展和现状 |
| 1.2.3 微弧氧化机理 |
| 1.3 电参数对微弧氧化膜层组织和性能的影响 |
| 1.3.1 电源模式的影响 |
| 1.3.2 电压的影响 |
| 1.3.3 脉冲频率的影响 |
| 1.3.4 占空比的影响 |
| 1.3.5 电参数及其交互作用对微弧氧化膜的影响 |
| 1.4 电解液对微弧氧化膜层组织和性能的影响 |
| 1.4.1 硅酸盐电解液对微弧氧化膜的影响 |
| 1.4.2 磷酸盐电解液对微弧氧化膜的影响 |
| 1.4.3 铝酸盐电解液对微弧氧化膜的影响 |
| 1.4.4 复合电解液对微弧氧化膜的影响 |
| 1.4.5 添加剂对微弧氧化膜的影响 |
| 1.4.6 电解液的其它因素对微弧氧化膜的影响 |
| 1.5 TC4 钛合金微弧氧化尚存的主要问题 |
| 1.6 课题研究的目的、主要内容及创新性 |
| 1.6.1 研究目的 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 1.6.3 创新性 |
| 第2章 研究方法 |
| 2.1 实验设计 |
| 2.1.1 配方均匀设计 |
| 2.1.2 试验方案 |
| 2.2 试样的制备 |
| 2.2.1 试样的预处理 |
| 2.2.2 溶液的配制 |
| 2.2.3 膜层的制备 |
| 2.3 膜层微观结构的分析与性能表征 |
| 2.3.1 膜层厚度检测 |
| 2.3.2 电化学耐蚀性检测 |
| 2.3.3 点滴耐蚀性检测 |
| 2.3.4 膜层的物相检测 |
| 2.3.5 膜层的耐磨性检测 |
| 2.3.6 膜层的微观形貌观察及成分分析 |
| 2.3.7 实验的两个评定准则 |
| 第3章 硅酸盐电解液对膜层微观结构和性能的影响 |
| 3.1 硅酸盐系下电解液成分对电导率和pH值的影响 |
| 3.1.1 电解液成分对电导率的影响 |
| 3.1.2 电解液成分对pH值的影响 |
| 3.1.3 电解液的间接自变量与可行性、成膜性的关系 |
| 3.2 硅酸盐系下微弧氧化膜层的微观形貌分析 |
| 3.2.1 微弧氧化膜层的表面形貌分析 |
| 3.2.2 微弧氧化膜层的截面形貌分析 |
| 3.3 硅酸盐系下微弧氧化膜层的物相和成分分析 |
| 3.3.1 微弧氧化膜层的物相分析 |
| 3.3.2 微弧氧化膜层的成分分析 |
| 3.4 硅酸盐系下微弧氧化膜层的耐蚀性和耐磨性分析 |
| 3.4.1 微弧氧化膜层的点滴耐蚀性分析 |
| 3.4.2 微弧氧化膜层的电化学耐蚀性分析 |
| 3.4.3 微弧氧化膜层的耐磨性分析 |
| 3.4.3.1 高载低频测试条件下耐磨性分析 |
| 3.4.3.2 低载高频测试条件下耐磨性分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 磷酸盐电解液对膜层微观结构和性能的影响 |
| 4.1 磷酸盐系下电解液成分对电导率和pH值的影响 |
| 4.1.1 电解液成分对电导率的影响 |
| 4.1.2 电解液成分对pH值的影响 |
| 4.1.3 电解液的间接自变量与可行性、成膜性的关系 |
| 4.2 磷酸盐系下微弧氧化膜层的微观形貌分析 |
| 4.2.1 微弧氧化膜层的表面形貌分析 |
| 4.2.2 微弧氧化膜层的截面形貌分析 |
| 4.3 磷酸盐系下微弧氧化膜层的物相和成分分析 |
| 4.3.1 微弧氧化膜层的物相分析 |
| 4.3.2 微弧氧化膜层的成分分析 |
| 4.4 磷酸盐系下微弧氧化膜层的耐蚀性和耐磨性分析 |
| 4.4.1 微弧氧化膜层的点滴耐蚀性分析 |
| 4.4.2 微弧氧化膜层的电化学耐蚀性分析 |
| 4.4.3 微弧氧化膜层的耐磨性分析 |
| 4.4.3.1 高载低频测试条件下耐磨性分析 |
| 4.4.3.2 低载高频测试条件下耐磨性分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 铝酸盐电解液对膜层微观结构和性能的影响及与硅酸盐系和磷酸盐系的对比 |
| 5.1 不同电解液体系下电解液成分对电导率和pH值的影响 |
| 5.2 电解液的间接自变量与可行性和成膜性的关系 |
| 5.3 铝酸盐系下微弧氧化膜层的微观形貌分析 |
| 5.3.1 微弧氧化膜层的表面形貌分析 |
| 5.3.2 微弧氧化膜层的截面形貌分析 |
| 5.4 铝酸盐系下微弧氧化膜层的物相和成分分析 |
| 5.4.1 微弧氧化膜层的物相分析 |
| 5.4.2 微弧氧化膜层的成分分析 |
| 5.5 铝酸盐系下微弧氧化膜层的耐蚀性和耐磨性分析 |
| 5.5.1 微弧氧化膜层的点滴耐蚀性分析 |
| 5.5.2 微弧氧化膜层的电化学耐蚀性分析 |
| 5.5.3 微弧氧化膜层的耐磨性分析 |
| 5.5.3.1 高载低频测试条件下耐磨性分析 |
| 5.5.3.2 低载高频测试条件下耐磨性分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）不同主盐电解液对TA2纯钛微弧氧化膜层性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 钛及钛合金简介 |
| 1.2 钛及钛合金的表面改性技术 |
| 1.3 微弧氧化技术 |
| 1.3.1 微弧氧化技术简介 |
| 1.3.2 微弧氧化的基本过程 |
| 1.3.3 微弧氧化机理 |
| 1.4 钛及钛合金微弧氧化膜的影响因素 |
| 1.4.1 电解液对钛及钛合金的微弧氧化膜的影响 |
| 1.4.2 电参数对钛及钛合金的微弧氧化膜的影响 |
| 1.4.3 氧化时间对钛及钛合金的微弧氧化膜的影响 |
| 1.5 课题研究的目的、内容 |
| 1.5.1 研究目的 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 实验材料及设备 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.2 确定实验方案 |
| 2.3 微弧氧化膜层的制备过程 |
| 2.3.1 试样制备及表面预处理 |
| 2.3.2 电解液的配制 |
| 2.3.3 微弧氧化处理 |
| 2.4 微弧氧化膜层显微结构分析和性能的表征方法 |
| 2.4.1 微弧氧化膜厚度的检测 |
| 2.4.2 微弧氧化膜耐蚀性的检测 |
| 2.4.3 微弧氧化膜的形貌观察 |
| 2.5 微弧氧化膜层的物相检测 |
| 2.6 试验的可行性判定规则 |
| 2.7 膜层的成膜性判定规则 |
| 第3章 硅酸盐系下TA2纯钛微弧氧化膜层的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验的可行性分析 |
| 3.3 膜层的成膜性分析 |
| 3.4 膜层的厚度分析 |
| 3.5 膜层的微观形貌分析 |
| 3.6 膜层的耐蚀性分析 |
| 3.6.1 膜层的点滴耐蚀性分析 |
| 3.6.2 膜层的电化学耐蚀性分析 |
| 3.7 膜层的物相组成及成分分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 磷酸盐系下TA2纯钛微弧氧化膜层的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验的可行性分析 |
| 4.3 .膜层的成膜性分析 |
| 4.4 膜层的厚度分析 |
| 4.5 膜层的微观形貌分析 |
| 4.6 膜层的耐蚀性研究 |
| 4.6.1 膜层的点滴耐蚀性分析 |
| 4.6.2 膜层的电化学耐蚀性分析 |
| 4.7 膜层的物相组成及成分分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 铝酸盐系下TA2纯钛微弧氧化膜层的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验的可行性分析 |
| 5.3 膜层的成膜性分析 |
| 5.4 膜层的厚度分析 |
| 5.5 膜层的微观形貌分析 |
| 5.6 膜层的耐蚀性分析 |
| 5.6.1 膜层的点滴耐蚀性分析 |
| 5.6.2 膜层的电化学耐蚀性分析 |
| 5.7 膜层的物相组成及成分分析 |
| 5.8 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）Ti6Al4V轻量化活塞表面的减摩耐磨技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 工程研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 活塞磨损研究现状 |
| 1.2.2 钛合金表面处理研究现状 |
| 1.2.3 石墨烯固体润滑涂层研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 2.活塞工况与摩擦学表面接触分析 |
| 2.1 活塞温度场仿真 |
| 2.2 活塞运动受力分析 |
| 2.3 摩擦学表面设计 |
| 2.3.1 接触状态分析 |
| 2.3.2 耐磨性设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 3.表面渗硼的Ti6Al4V钛合金摩擦学性能 |
| 3.1 钛合金表面渗硼 |
| 3.1.1 渗硼原理 |
| 3.1.2 钛合金表面固体渗硼工艺 |
| 3.1.3 微观性能测试方法 |
| 3.1.4 渗硼结果分析 |
| 3.2 摩擦学实验设计 |
| 3.3 渗硼钛合金摩擦学实验 |
| 3.3.1 干摩擦 |
| 3.3.2 乏油润滑 |
| 3.4 耐磨性分析 |
| 3.4.1 干摩擦表面 |
| 3.4.2 乏油润滑表面 |
| 3.5 本章小结 |
| 4.表面微弧氧化膜的摩擦学性能 |
| 4.1 钛合金表面微弧氧化的制备 |
| 4.1.1 微弧氧化原理 |
| 4.1.2 钛合金微弧氧化工艺 |
| 4.2 涂层性能 |
| 4.2.1 涂层硬度 |
| 4.2.2 表面形貌分析 |
| 4.3 摩擦学性能 |
| 4.3.1 干摩擦实验 |
| 4.3.2 乏油润滑实验 |
| 4.4 耐磨性分析 |
| 4.4.1 干摩擦表面 |
| 4.4.2 乏油润滑表面 |
| 4.5 本章小结 |
| 5.复合润滑表面的制备及摩擦学性能 |
| 5.1 石墨烯固体润滑涂层的制备 |
| 5.1.1 实验材料 |
| 5.1.2 实验仪器 |
| 5.1.3 实验方案 |
| 5.1.4 涂层硬度表征 |
| 5.2 涂层的摩擦学性能 |
| 5.2.1 干摩擦实验 |
| 5.2.2 边界润滑实验 |
| 5.3 涂层表面耐磨性分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6.总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（6）TC4钛合金微弧氧化制备工艺及膜层封孔技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 钛及钛合金 |
| 1.1.1 基本概念 |
| 1.1.2 钛合金的应用 |
| 1.1.3 钛合金表面处理技术 |
| 1.2 微弧氧化技术 |
| 1.2.1 微弧氧化技术及特点 |
| 1.2.2 微弧氧化机理 |
| 1.2.3 微弧氧化制备陶瓷膜的影响因素 |
| 1.3 钛及钛合金微弧氧化陶瓷膜的研究现状 |
| 1.3.1 电解液的研究 |
| 1.3.2 电参数的研究 |
| 1.3.3 复合膜层的研究 |
| 1.4 选题的目的及研究内容 |
| 第2章 实验材料及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 实验材料及试剂 |
| 2.1.2 微弧氧化膜层的制备 |
| 2.2 研究方法 |
| 2.2.1 微观结构观察及厚度测量 |
| 2.2.2 相组成分析 |
| 2.2.3 接触角测试 |
| 2.2.4 红外光谱测试 |
| 2.2.5 电化学测试 |
| 第3章 微弧氧化工艺研究 |
| 3.1 基础电解液的确定 |
| 3.2 电参数的优化 |
| 3.2.1 电流密度对钛合金微弧氧化膜层结构和性能的影响 |
| 3.2.1.1 电流密度对膜层表面形貌及厚度的影响 |
| 3.2.1.2 电流密度对膜层相组成的影响 |
| 3.2.1.3 电流密度对膜层耐蚀性的影响 |
| 3.2.2 占空比对钛合金微弧氧化膜层结构和性能的影响 |
| 3.2.2.1 占空比对膜层表面形貌及厚度的影响 |
| 3.2.2.2 占空比对膜层相组成的影响 |
| 3.2.2.3 占空比对膜层耐蚀性的影响 |
| 3.2.3 脉冲频率对钛合金微弧氧化膜层结构和性能的影响 |
| 3.2.3.1 脉冲频率对膜层表面形貌及厚度的影响 |
| 3.2.3.2 脉冲频率对膜层相组成的影响 |
| 3.2.3.3 脉冲频率对膜层耐蚀性的影响 |
| 3.2.4 氧化时间对钛合金微弧氧化膜层结构和性能的影响 |
| 3.2.4.1 氧化时间对膜层表面形貌及厚度的影响 |
| 3.2.4.2 氧化时间对膜层相组成的影响 |
| 3.2.4.3 氧化时间对膜层耐蚀性的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 钛合金微弧氧化膜硬脂酸封孔处理的研究 |
| 4.1 硬脂酸封孔处理工艺 |
| 4.2 硬脂酸封孔处理对微弧氧化膜层微观结构和润湿性的影响 |
| 4.3 硬脂酸封孔处理对微弧氧化膜层耐蚀性的影响 |
| 4.3.1 动电位极化曲线测试 |
| 4.3.2 电化学阻抗谱测试 |
| 4.4 膜层的截面形貌和化学组分 |
| 4.5 硬脂酸封孔处理修复微弧氧化膜层的机理 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 钛合金微弧氧化膜硅烷化封孔处理的研究 |
| 5.1 硅烷化处理工艺 |
| 5.2 硅烷化处理对微弧氧化膜层微观结构和润湿性的影响 |
| 5.3 硅烷化处理对微弧氧化膜层耐蚀性的影响 |
| 5.3.1 动电位极化曲线测试 |
| 5.3.2 电化学阻抗谱测试 |
| 5.4 膜层的化学组成分析 |
| 5.5 硅烷化处理修复微弧氧化膜层的机理 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者攻读学位期间发表的学术论文及科研成果 |
| 作者和导师简介 |
| 附件 |
（7）Zr元素对近α钛合金微弧氧化膜特性影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 钛合金特性及其应用 |
| 1.1.1 钛及钛合金 |
| 1.1.2 钛合金分类及特点 |
| 1.1.3 钛合金的应用 |
| 1.2 钛合金表面处理技术 |
| 1.2.1 表面合金化 |
| 1.2.2 电镀和化学镀 |
| 1.2.3 热喷涂和等离子喷涂 |
| 1.2.4 磁控溅射 |
| 1.2.5 表面纳米化 |
| 1.3 元素对钛合金的影响 |
| 1.4 微弧氧化技术 |
| 1.4.1 微弧氧化技术简介 |
| 1.4.2 微弧氧化膜层特性影响因素 |
| 1.4.3 钛合金微弧氧化应用与发展趋势 |
| 1.5 选题目的及意义 |
| 1.6 论文研究内容 |
| 1.7 拟采用技术路线 |
| 第二章 实验材料及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 基体合金 |
| 2.1.2 辅助实验材料 |
| 2.1.3 试样制备 |
| 2.2 实验技术设备 |
| 2.2.1 微弧氧化膜层制备设备 |
| 2.2.2 其他设备 |
| 2.3 基体及膜层特性表征与测试 |
| 2.3.1 合金基体电位的测量 |
| 2.3.2 合金基体电阻率的测量 |
| 2.3.3 膜层厚度测量 |
| 2.3.4 膜层粗糙度测量 |
| 2.3.5 膜层表面和截面微观形貌观察 |
| 2.3.6 膜层物相分析 |
| 2.3.7 膜层结合力测试 |
| 2.3.8 膜层耐磨性测试 |
| 2.3.9 膜层耐腐蚀性测试 |
| 第三章 基体Zr元素对微弧氧化膜层性能的影响 |
| 3.1 钛合金基体显微组织 |
| 3.2 钛合金基体电阻率和电位 |
| 3.3 微弧氧化膜层微观形貌 |
| 3.4 微弧氧化膜层的成分及相组成 |
| 3.5 微弧氧化膜层厚度和粗糙度 |
| 3.6 微弧氧化膜层耐腐蚀性 |
| 3.7 微弧氧化膜层结合力和耐磨性 |
| 第四章 电解液中添加Zr元素对微弧氧化膜层性能影响 |
| 4.1 ZrO2对微弧氧化膜层特性的影响 |
| 4.1.1 膜层厚度及粗糙度 |
| 4.1.2 膜层表面微观形貌 |
| 4.1.3 膜层截面微观形貌及元素分布 |
| 4.1.4 膜层组成及相分布 |
| 4.1.5 膜层耐腐蚀性 |
| 4.1.6 膜层结合力和耐磨性 |
| 4.2 碳酸锆对微弧氧化膜层特性的影响 |
| 4.2.1 膜层厚度及粗糙度 |
| 4.2.2 膜层表面微观形貌 |
| 4.2.3 膜层截面微观形貌及元素分布 |
| 4.2.4 膜层组成及相分布 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及取得的科研成果 |
| 个人简介 |
（8）T30Z合金微弧氧化涂层的微观组织结构与摩擦磨损行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 钛锆基合金表面处理方法 |
| 1.2.1 表面涂层沉积技术 |
| 1.2.2 表面改性技术 |
| 1.3 微弧氧化技术概况 |
| 1.3.1 微弧氧化技术发展历程 |
| 1.3.2 微弧氧化技术基本原理及特点 |
| 1.4 影响微弧氧化涂层的因素 |
| 1.4.1 电解液及组分的影响 |
| 1.4.2 工艺参数的影响 |
| 1.4.3 合金表面状态及电解液温度的影响 |
| 1.5 摩擦磨损研究 |
| 1.5.1 摩擦及其分类 |
| 1.5.2 摩损及其分类 |
| 1.6 微弧氧化及其摩擦学研究现状 |
| 1.6.1 钛锆基合金微弧氧化研究现状 |
| 1.6.2 微弧氧化涂层摩擦学性能研究现状 |
| 1.7 本文主要研究内容 |
| 第2章 实验材料和试验方法 |
| 2.1 试验材料及试剂 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验试剂 |
| 2.2 微弧氧化装置及工艺参数 |
| 2.2.1 实验装置与制备方法 |
| 2.2.2 微弧氧化工艺参数设计 |
| 2.3 摩擦磨损性能测试 |
| 2.4 结构及微观组织分析 |
| 2.4.1 涂层厚度测试 |
| 2.4.2 X射线衍射分析 |
| 2.4.3 金相组织观察 |
| 2.4.4 扫描电子显微镜及能谱分析 |
| 2.4.5 磨痕三维形貌分析 |
| 第3章 工艺参数对涂层组织生长和结构的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 T30Z合金的相组成与组织结构 |
| 3.3 氧化时间对涂层微观组织结构的影响 |
| 3.3.1 涂层的生长过程 |
| 3.3.2 氧化时间对涂层形貌的影响 |
| 3.3.3 氧化时间对涂层厚度及截面形貌的影响 |
| 3.3.4 氧化时间对涂层相组成的影响 |
| 3.4 氧化电压对涂层微观组织结构的影响 |
| 3.4.1 氧化电压对涂层形貌的影响 |
| 3.4.2 氧化电压对涂层厚度及截面形貌的影响 |
| 3.4.3 氧化电压对涂层相组成的影响 |
| 3.5 脉冲频率对涂层组织结构的影响 |
| 3.5.1 脉冲频率对涂层形貌的影响 |
| 3.5.2 脉冲频率对涂层厚度及截面形貌的影响 |
| 3.5.3 脉冲频率对涂层相组成的影响 |
| 3.6 讨论 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 不同工艺参数微弧氧化涂层的摩擦磨损行为 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 T30Z合金基体的摩擦磨损行为 |
| 4.3 不同氧化时间T30Z合金涂层摩擦磨损行为 |
| 4.4 不同氧化电压T30Z合金涂层摩擦磨损行为 |
| 4.5 不同脉冲频率T30Z合金涂层摩擦磨损行为 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（9）微弧氧化/颗粒复合膜层生长机理与关键制备技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 微弧氧化技术的发展历史及其特点 |
| 2.2 微弧氧化技术的研究现状 |
| 2.2.1 微弧氧化技术的应用 |
| 2.2.2 微弧氧化膜形成与生长机理 |
| 2.2.3 微弧氧化膜层结构及生长特点 |
| 2.2.4 微弧氧化过程中的电极反应 |
| 2.3 影响微弧氧化的因素 |
| 2.3.1 电解液体系 |
| 2.3.2 电参数 |
| 2.3.3 氧化时间 |
| 2.3.4 搅拌与温度 |
| 2.4 微弧氧化复合膜研究现状 |
| 2.4.1 不溶性颗粒微弧氧化复合 |
| 2.4.2 可溶性盐微弧氧化复合 |
| 2.4.3 颗粒复合改善微弧氧化复合膜的性能 |
| 3 铝合金表面微弧氧化工艺优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 实验装置 |
| 3.2.2 实验材料和试剂 |
| 3.2.3 微弧氧化膜的制备 |
| 3.2.4 微弧氧化膜表面粗糙度测试 |
| 3.2.5 微弧氧化膜厚的测量 |
| 3.3 实验结果 |
| 3.3.1 电解液体系对微弧氧化的影响 |
| 3.3.2 正向电参数对铝合金微弧氧化的影响 |
| 3.3.3 负向电参数对铝合金微弧氧化的影响 |
| 3.4 分析与讨论 |
| 3.4.1 正向电参数的影响规律分析 |
| 3.4.2 负向电参数的影响规律分析 |
| 3.5 结论 |
| 4 微弧氧化/第二相颗粒复合膜的制备与膜层结构表征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 实验材料及溶液 |
| 4.2.2 微弧氧化复合膜的制备 |
| 4.2.3 Zeta电位测试 |
| 4.2.4 微弧氧化复合膜物相分析 |
| 4.2.5 微弧氧化复合膜微观形貌及成分分析 |
| 4.2.6 微弧氧化复合膜与基体的分离 |
| 4.3 实验结果 |
| 4.3.1 预处理对第二相颗粒的影响 |
| 4.3.2 微弧氧化/ZrO_2复合膜的制备及微观结构 |
| 4.3.3 微弧氧化/h-BN复合膜的制备及微观结构 |
| 4.4 讨论与分析 |
| 4.5 结论 |
| 5 微弧氧化/第二相颗粒复合膜层的耐蚀、耐磨性能的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.2.1 实验材料及溶液 |
| 5.2.2 微弧氧化复合膜摩擦性能的测试 |
| 5.2.3 微弧氧化复合膜电化学实验 |
| 5.2.4 微弧氧化复合膜模拟海水浸泡实验 |
| 5.2.5 微弧氧化复合膜中性盐雾实验 |
| 5.2.6 微观形貌分析 |
| 5.3 实验结果 |
| 5.3.1 微弧氧化/ZrO_2复合膜的耐磨行为 |
| 5.3.2 微弧氧化/h-BN复合膜的耐磨性行为 |
| 5.3.3 微弧氧化/ZrO_2复合膜的耐蚀行为 |
| 5.3.4 微弧氧化/h-BN颗粒复合膜耐蚀行为 |
| 5.4 讨论与分析 |
| 5.4.1 微弧氧化/颗粒复合膜的耐磨机理分析 |
| 5.4.2 微弧氧化/颗粒复合膜的耐蚀机理分析 |
| 5.5 结论 |
| 6 微弧氧化过程中的放电特征及膜层生长方式探讨 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验方法 |
| 6.2.1 实验材料及溶液 |
| 6.2.2 微弧氧化放电过程观测 |
| 6.2.3 微弧氧化膜物相分析 |
| 6.2.4 微弧氧化膜微观形貌及成分分析 |
| 6.2.5 微弧氧化膜与基体的分离 |
| 6.3 微弧氧化过程中的放电特征 |
| 6.3.1 微弧氧化过程中的电压变化 |
| 6.3.2 微弧氧化过程中的弧光变化及火花数量 |
| 6.3.3 火花击穿产生的熔池特征 |
| 6.4 微弧氧化膜的生长方式探讨 |
| 6.4.1 微弧氧化膜的生长规律 |
| 6.4.2 微弧氧化膜的三维结构分析 |
| 6.5 讨论与分析 |
| 6.5.1 微弧氧化膜熔池的更新与重组 |
| 6.5.2 微弧氧化击穿放电模型 |
| 6.6 结论 |
| 7 微弧氧化/第二相颗粒复合膜生长机理的研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验方法 |
| 7.2.1 实验材料及溶液 |
| 7.2.2 微弧氧化复合膜的制备 |
| 7.2.3 微弧氧化复合膜层形貌与元素分布 |
| 7.2.4 电火花和熔池尺寸的观察 |
| 7.2.5 第二相颗粒相变判断 |
| 7.3 复合微弧氧化过程中的温度场分布 |
| 7.3.1 γ-Al_2O_3与K-Al_2O_3相变 |
| 7.3.2 碳化硅分解 |
| 7.3.3 氧化锆相变 |
| 7.3.4 电火花、熔池持续时间与分布规律 |
| 7.4 微弧氧化复合膜的生长过程 |
| 7.5 讨论与分析 |
| 7.5.1 第二相颗粒运动机制 |
| 7.5.2 第二相颗粒进入膜层的方式 |
| 7.6 结论 |
| 8 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 一、作者入学前简历 |
| 二、在学期间从事的科研工作 |
| 三、在学期间所获的科研奖励 |
| 四、在学期间发表的论文 |
| 学位论文数据集 |
（10）钛合金微弧氧化膜层的制备工艺及其耐磨性能优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 钛及其合金的表面处理技术 |
| 1.3 微弧氧化技术简介 |
| 1.4 微弧氧化膜层耐磨性影响因素 |
| 1.4.1 电解液体系 |
| 1.4.2 电解液浓度 |
| 1.4.3 电源模式及电参数 |
| 1.4.4 氧化时间 |
| 1.5 油润滑条件下微弧氧化膜层的摩擦学性能 |
| 1.6 本文研究目的及内容 |
| 1.6.1 研究目的 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 第2章 实验内容与测试方法 |
| 2.1 实验材料及设备 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.2 微弧氧化膜层制备 |
| 2.3 膜层分析与表征 |
| 2.3.1 膜层厚度表征 |
| 2.3.2 膜层相组成分析 |
| 2.3.3 膜层硬度测量 |
| 2.3.4 膜层接触角测量 |
| 2.3.5 膜层形貌分析 |
| 2.3.6 膜层摩擦学性能测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 电解液体系对微弧氧化膜层性能的影响 |
| 3.1 微弧氧化膜层的制备与表征方法 |
| 3.2 单一电解液体系对微弧氧化膜层组织结构与生长行为的影响 |
| 3.2.1 微弧氧化膜层的表面形貌 |
| 3.2.2 微弧氧化膜层的截面形貌 |
| 3.2.3 微弧氧化膜层的相组成 |
| 3.2.4 微弧氧化膜层的生长机理 |
| 3.2.5 微弧氧化膜层的厚度与表面粗糙度 |
| 3.3 单一电解液体系对微弧氧化膜层摩擦学性能的影响 |
| 3.3.1 微弧氧化膜层的硬度 |
| 3.3.2 微弧氧化膜层的摩擦系数 |
| 3.3.3 微弧氧化膜层的磨痕形貌与磨损率 |
| 3.4 复合电解液体系的选择 |
| 3.5 复合电解液体系对微弧氧化膜层组织结构的影响 |
| 3.5.1 微弧氧化反应的电流-时间曲线 |
| 3.5.2 微弧氧化膜层的厚度与表面粗糙度 |
| 3.5.3 微弧氧化膜层的相组成 |
| 3.5.4 微弧氧化膜层的表面形貌 |
| 3.5.5 微弧氧化膜层的截面形貌 |
| 3.6 复合电解液体系对微弧氧化膜层摩擦学性能的影响 |
| 3.6.1 微弧氧化膜层的硬度 |
| 3.6.2 微弧氧化膜层的摩擦系数 |
| 3.6.3 微弧氧化膜层的磨痕形貌与磨损率 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 微弧氧化工艺参数优化与膜层耐磨性评价 |
| 4.1 微弧氧化工艺参数的优化 |
| 4.1.1 膜层耐磨性影响因素的选择 |
| 4.1.2 正交试验的设计 |
| 4.2 正交试验结果与分析 |
| 4.2.1 微弧氧化膜层的摩擦系数 |
| 4.2.2 微弧氧化膜层的磨损率 |
| 4.2.3 微弧氧化最优工艺参数的确定 |
| 4.3 最优工艺参数制备的微弧氧化膜层性能评价 |
| 4.3.1 微弧氧化膜层的表面形貌和截面形貌 |
| 4.3.2 微弧氧化膜层的相组成 |
| 4.3.3 微弧氧化膜层的磨痕形貌 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 微弧氧化膜层在边界润滑条件下的摩擦学性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 微弧氧化膜层的表面形貌 |
| 5.3 润滑油与微弧氧化膜层的接触角 |
| 5.4 微弧氧化膜层的润滑状态 |
| 5.5 微弧氧化膜层在边界润滑条件下的摩擦系数 |
| 5.5.1 微弧氧化膜层与GCr15对磨球在边界润滑条件下的摩擦系数 |
| 5.5.2 微弧氧化膜层与Al_2O_3对磨球在边界润滑条件下的摩擦系数 |
| 5.6 微弧氧化膜层在边界润滑条件下的磨痕形貌 |
| 5.6.1 微弧氧化膜层与GCr15对磨球在边界润滑条件下的磨痕形貌 |
| 5.6.2 微弧氧化膜层与Al_2O_3对磨球在边界润滑条件下的磨痕形貌 |
| 5.7 微弧氧化膜层在边界润滑条件下的摩擦示意图 |
| 5.8 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
四、钛合金微弧氧化对其性能的影响（论文参考文献）
- [1]TC4合金微弧氧化膜层的制备及性能研究[D]. 余国庆. 陕西理工大学, 2021(08)
- [2]钛表面铜掺杂微弧氧化层制备及海洋环境中的性能表征[D]. 魏敬鹏. 西安工业大学, 2021(02)
- [3]不同主盐电解液对TC4钛合金微弧氧化膜层结构和性能的影响[D]. 康帅. 兰州理工大学, 2021(01)
- [4]不同主盐电解液对TA2纯钛微弧氧化膜层性能的影响[D]. 李雯娜. 兰州理工大学, 2021(01)
- [5]Ti6Al4V轻量化活塞表面的减摩耐磨技术研究[D]. 党凯. 西安理工大学, 2020(01)
- [6]TC4钛合金微弧氧化制备工艺及膜层封孔技术研究[D]. 王伟. 北京化工大学, 2020(02)
- [7]Zr元素对近α钛合金微弧氧化膜特性影响研究[D]. 曹飞. 内蒙古工业大学, 2020(02)
- [8]T30Z合金微弧氧化涂层的微观组织结构与摩擦磨损行为研究[D]. 杨丽琪. 燕山大学, 2020(01)
- [9]微弧氧化/颗粒复合膜层生长机理与关键制备技术研究[D]. 李新义. 北京科技大学, 2020
- [10]钛合金微弧氧化膜层的制备工艺及其耐磨性能优化研究[D]. 李云玉. 燕山大学, 2020(01)