鎂、鋁合金表面納米復(fù)合涂層的制備與耐磨、耐蝕性能研究.pdf

1、金屬鋁、鎂及其合金，性能優(yōu)良、應(yīng)用廣泛，但其硬度低、耐磨損性和耐腐蝕性差，極易發(fā)生磨損腐蝕和化學(xué)腐蝕。因此，對它們進(jìn)行表面處理以提高其性能非常重要。常用的表面處理有化學(xué)鍍、化學(xué)轉(zhuǎn)化、噴涂等方法。其中，化學(xué)鍍多基于Ni-P二元合金，基于Ni-Co-P三元合金鍍層性能的研究尚較少。同時(shí)，目前，國內(nèi)外對于具有“耐磨”和“超疏水”雙功能的涂層的研究也較少。
　　為此，本論文以鋁合金和鎂合金為襯底，分別以Ni-Co-P三元合金及PPS-PT

2、FE聚合物為基底，TiN、SiO2為增強(qiáng)顆粒，成功制備了Ni-Co-P/TiN耐磨耐蝕化學(xué)復(fù)合鍍層、PPS-PTFE/SiO2耐磨超疏水納米復(fù)合涂層，采用SEM、EDS、XRD、FTIR、自動劃痕儀、維氏硬度計(jì)、高速往返磨損試驗(yàn)機(jī)、接觸角測試儀、電化學(xué)工作站等設(shè)備，對涂層的表面形貌、成分、結(jié)合力、硬度、接觸角、耐磨損性和耐腐蝕性進(jìn)行了檢測，探究了涂層中三元合金Co含量、SiO2納米顆粒含量對涂層結(jié)構(gòu)和性能的影響。
　?、僭阡X合金上

3、制備了不同Co含量(0-23 wt.％)的Ni-Co-P/TiN納米化學(xué)復(fù)合鍍層。所有鍍層都呈現(xiàn)不均勻的胞狀結(jié)構(gòu)，胞狀體上分布著緊密而粗糙的顆粒，隨著鍍層中Co含量的增加，鍍層晶粒細(xì)化，晶粒尺寸減少，Ni、P含量降低。
　?、贜i-Co-P/TiN納米化學(xué)復(fù)合鍍層的微觀硬度、鍍層與襯底的結(jié)合力、摩擦系數(shù)、耐磨損性和耐腐蝕性都隨著鍍層中Co含量的增加而增加。當(dāng)鍍層中Co含量為23 wt.%時(shí)，鍍層擁有最低的磨損率和最優(yōu)的耐腐蝕性能。

4、
　?、墼阡X合金襯底上制備了SiO2含量范圍為0-4 g/l的PPS-PTFE/SiO2超疏水、疏水復(fù)合涂層，PPS-PTFE涂層呈纖維組成的乳突狀結(jié)構(gòu)，且附有很多小孔洞，PPS-PTFE涂層的接觸角為150.3o。隨著SiO2含量的增加，PPS-PTFE/SiO2復(fù)合涂層的接觸角有所下降。
　?、芙?jīng)過砂紙摩擦后PPS-PTFE/0.08 gSiO2復(fù)合涂層的接觸角沒有明顯變化，說明SiO2提高了PPS-PTFE/SiO2復(fù)

5、合涂層的耐磨損性能。另外，從極化曲線上可知，PPS-PTFE/SiO2復(fù)合涂層的腐蝕電位高于鋁合金的腐蝕電位，而腐蝕電流密度低于鋁合金的腐蝕電流密度，表明PPS-PTFE/SiO2復(fù)合涂層提高了鋁合金的耐蝕性能。
　?、菰贏Z31鎂合金襯底上制備了SiO2含量范圍為0-4 g/l的PPS-PTFE/SiO2超疏水涂層，PPS-PTFE/SiO2(0-4 g/l)復(fù)合涂層呈纖維組成的乳突狀結(jié)構(gòu)，且附有很多小孔洞，接觸角為152o-1

6、45o。樣品具有較好的自清潔功能。
　　⑥在摩擦10 m后，PPS-PTFE/SiO2(4 g/l)復(fù)合涂層的接觸角為142.5o，接觸角只減少了3o，說明SiO2提高了涂層的耐磨損性。從極化曲線和交流阻抗譜中得出，PPS-PTFE/SiO2(4 g/l)復(fù)合涂層的腐蝕電位(1.34 V)比AZ31鎂合金(-1.5 V)高，腐蝕電流密度(5.37e-6 A/cm2)比AZ31鎂合金(1.10e-3 A/cm2)低，另外，PPS-P