结晶器镍基纳米氧化锆镀层制备及性能检测

发布时间：2017-08-05 18:31

  本文关键词：结晶器镍基纳米氧化锆镀层制备及性能检测

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【摘要】：在连铸车间中,结晶器是连续生产中的最主要工艺装备,连铸机生产效率和铸坯质量都与结晶器运行状态密切相关。结晶器铜板镀层的状态关系到铸坯的质量,横裂纹、纵裂纹、星状裂纹等缺陷都与镀层有关。使用纳米复合电镀技术制备的镀层,可以获得许多优良的性能,如耐磨性、减摩性和高温抗氧化性等,而且复合电镀操作简单,容易控制。这种技术已广泛应用于结晶器镀层的制备上。在实验室条件下,本文对结晶器铜板镍基纳米Zr O2复合电镀工艺进行了研究。本实验以氨基磺酸镍为主盐,以纳米Zr O2颗粒为硬质粒子,制备纳米复合镀层。采用单因素试验法对影响复合镀层性能的因素进行了研究。电镀实验前,首先研究了三种常见的分散剂CTAB、SDBS、PEG6000分别在清水和镀液中的分散性,得出CTAB分散性最佳的结论;电镀实验中,研究了不同的电镀工艺参数,分散剂种类和添加量、ZrO2颗粒浓度、阴极电流这密度、镀液温度、镀液pH值、机械搅拌和超声波搅拌对镀层硬度的影响。用热处理保温的方法处理镀层,分析不同热处理温度对镀层残余应力、耐蚀性、抗氧化性。实验仪器包括扫描电镜、X射线衍射仪、维氏硬度计度和马弗炉等。本论文得出以下结论:复合电镀最佳工艺条件为:ZrO2浓度为2.0 g/L、电流密度5 A/cm2、镀液温度60℃、镀液pH值4.5和阳离子活性剂CTAB添加量0.25 g/L;镀层经过200℃-600℃的热处理,三种表面活性剂的镀层在低温度时,抗氧化性均较强、采用X射线衍射仪测试镀层拉应力也较低;镀液加入阳离子活性剂CTAB的镀层耐蚀性最强,非离子活性剂PEG6000的镀层耐蚀性其次,阴离子活性剂SDBS的镀层耐蚀性最低。
【关键词】：Ni-ZrO2复合镀层 分散剂 硬度 耐蚀性
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TF341.6;TG174.4
【目录】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1. 绪论9-21
• 1.1 选题的背景及意义9
• 1.2 复合电镀9-13
• 1.2.1 复合电镀的概念9-10
• 1.2.2 复合电镀种类10
• 1.2.3 复合电镀机理10-12
• 1.2.4 复合镀层残余应力12-13
• 1.2.5 复合镀层结合力13
• 1.3 纳米材料及纳米技术13-14
• 1.3.1 纳米技术国内外发展现状13-14
• 1.3.2 世界纳米技术发展展望14
• 1.4 纳米粒子特异效应与性能14-15
• 1.5 纳米材料的应用15-16
• 1.5.1 陶瓷15-16
• 1.5.2 磁性材料16
• 1.5.3 医疗方面16
• 1.5.4 生物传感器16
• 1.5.5 催化领域的应用16
• 1.6 影响纳米复合电镀的因素16-17
• 1.7 纳米颗粒的分散方法17-18
• 1.7.1 纳米颗粒团聚形成机理17-18
• 1.7.2 纳米颗粒分散方法18
• 1.8 纳米颗粒表面活性剂的种类18-19
• 1.9 表面活性剂作用机理19
• 1.10 国内外结晶器铜板表面处理进展情况19-20
• 1.11 课题研究的意义及内容20-21
• 2. 实验部分21-28
• 2.1 实验材料21-22
• 2.2 化学试剂及仪器22-23
• 2.3 实验方法23-24
• 2.3.1 复合镀液的配制23-24
• 2.3.2 前期处理24
• 2.3.3 镀液的分散24
• 2.3.4 复合镀步骤24
• 2.4 镀层性能测试24-28
• 2.4.1 镀层表面形貌分析24
• 2.4.2 镀层硬度24-26
• 2.4.3 镀层内应力26-27
• 2.4.4 耐蚀性能测试27-28
• 3. 纳米ZrO_2镀层制备工艺及性能研究28-38
• 3.1 分散剂对镀液稳定性的影响28-30
• 3.1.1 清水静置对比实验28
• 3.1.2 镀液对比实验28-29
• 3.1.3 电镀实验29-30
• 3.2 复合电镀工艺对镀层硬度的影响30-36
• 3.2.1 表面活性剂加入量的影响30-31
• 3.2.2 ZrO_2颗粒浓度影响31-32
• 3.2.3 电流密度的影响32-33
• 3.2.4 镀液温度的影响33-34
• 3.2.5 镀液p H的影响34-36
• 3.2.6 超声波的影响36
• 3.3 本章小结36-38
• 4. 热处理对镀层性能影响及检测38-46
• 4.1 热处理对镀层硬度的影响38-41
• 4.2 热处理对纳米复合镀层残余应力的影响41
• 4.3 镀层的耐蚀性的影响41-43
• 4.4 镀层的抗氧化性43-44
• 4.6 本章小结44-46
• 5. 结论46-47
• 参考文献47-50
• 致谢50-51
• 作者简介51-52

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 李玉明,刘静敏,马志超,匡云飞;钼酸盐与磷酸盐、硅酸盐复配缓蚀剂的研究[J];腐蚀与防护;2004年06期

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本文编号：626394