论文题目: （SiC）_p表面修饰、表征及应用的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 材料学
作者: 宿辉
导师: 曹茂盛
关键词: 修饰,化学镀,第二相粒子
文献来源: 哈尔滨工程大学
发表年度: 2005
论文摘要: 在实际工程中,由于材料硬度低、耐磨性差造成的经济损失是巨大的,而采用特种金属材料往往又带来其成本的增加,故以低成本原料来合成较高硬度及耐磨性的材料是当前国内外材料领域研究的又一热点。 (SiC)_p是一种性能优良的非氧化物陶瓷材料,具有硬度高、耐磨、耐高温、成本低等优点,被广泛地用作颗粒增强体来制备金属基复合材料,同时也是制备工程材料、功能材料的基本原料。国内外许多研究者都在积极致力于(SiC)_p的应用基础研究。但(SiC)_p直接使用时,还存在一些关键的技术问题需要解决,例如:(SiC)_p的小尺寸效应,使其在一定尺寸范围内极易团聚,吸附其它物质或微粒,导致一些优异性能丧失;(SiC)_p增强金属基复合材料时,(SiC)_p的共价键与金属基体的金属键之间的本质差别,使界面润湿性能很差;(SiC)_p与金属基体接触时,高温下会发生显著的固相界面反应,改变金属基体的微结构与性能,使其硬度及耐磨性降低等。 在一定经验积累的基础上,本文首次在常压低温下,采用化学镀技术,选择合适的工艺参数,对(SiC)_p进行了低成本的表面修饰,获得了镀层连续,无光滑(SiC)_p裸露的高质量的改性(SiC)_p[简写为(Ni/SiC)_p],其实验结果可与国外采用微波刻蚀等非常规技术的实验结果相媲美。SEM、EDS、XRD、TEM等测试结果表明:修饰后的(Ni/SiC)_p较修饰前的(SiC)_p形貌、组成、结构发生改变。 首次以(Ni/SiC)_p为第二相粒子,制备出铁基复合镀层,观察了镀层的形貌、组织结构,测试了镀层的硬度、厚度。结果显示:Ni-P-(Ni/SiC)_p与常见的Ni-P镀层、Ni-P-(SiC)_p镀层相比,组织均匀、沉积量大,镀层厚度增加,硬度增加,耐磨性提高。同时研究、分析了pH值、温度、搅拌速度、表面活性剂等多种因素对以(Ni/SiC)_p为第二相粒子所制备的复合镀层的性
论文目录:
第1章 绪论
1．1 引言
1．2 化学镀
1．2．1 化学镀概述
1．2．2 化学镀的发展趋势
1．2．3 化学镀层的性能及应用
1．3 化学复合镀
1．3．1 化学复合镀概述
1．3．2 化学复合镀的研究现状
1．3．3 化学复合镀的应用
1．4 SiC粉体表面修饰的方法
1．4．1 化学镀
1．4．2 电镀
1．4．3 气相沉积
1．4．4 高能束流辐照
1．4．5 溶胶-凝胶法
1．4．6 其他方法
1．5 SiC粉体表面修饰的研究进展
1．5．1 SiC颗粒表面修饰的研究进展
1．5．2 SiC晶须表面修饰的研究进展
1．6 本课题的研究目的、内容及意义
第2章 (SiC)_p表面修饰的实验方法及结果
2．1 化学镀液的组成及其作用
2．1．1 镍盐
2．1．2 还原剂
2．1．3 络合剂
2．1．4 促进剂
2．1．5 缓冲剂
2．1．6 稳定剂
2．2 实验所用试剂及原料
2．2．1 实验所用试剂
2．2．2 实验原料
2．3 实验所用仪器
2．3．1 实验仪器
2．3．2 表征仪器
2．4 (SiC)_p的前处理
2．4．1 (SiC)_p的氧化处理
2．4．2 (SiC)_p的亲水性处理
2．4．3 (SiC)_p的敏化处理
2．4．4 (SiC)_p的活化处理
2．5 (SiC)_p的修饰过程
2．5．1 修饰溶液的配制
2．5．2 (SiC)_p表面修饰过程
2．6 实验结果分析
2．6．1 前处理对(SiC)_p表面修饰的影响
2．6．2 修饰溶液的选择
2．6．3 pH对(SiC)_p表面修饰的影响
2．6．4 温度对(SiC)_p表面修饰的影响
2．7 本章小结
第3章 Ni/SiC复合粉体的结构表征
3．1 表征方法简介
3．1．1 扫描电子显微镜
3．1．2 X-射线衍射
3．1．3 透射电子显微镜
3．2 修饰前(SiC)_p的结构表征
3．2．1 修饰前(SiC)_p的形貌及粒度分析
3．2．2 修饰前(SiC)_p的物相分析
3．3 修饰后(SiC)_p复合粉体[(Ni/SiC)_p]的表征
3．3．1 (Ni/SiC)_p的形貌表征
3．3．2 (Ni/SiC)_p的成分分析
3．3．3 (Ni/SiC)_p的微结构
3．4 热处理对(Ni/SiC)_p的影响
3．4．1 热处理后(Ni/SiC)_p的形貌表征
3．4．2 热处理后(Ni/SiC)_p的成分表征
3．4．3 热处理后(Ni/SiC)_p的物相分析
3．6 本章小结
第4章 修饰机理研究
4．1 化学镀 Ni的主要机理分析
4．1．1 原子氢态理论
4．1．2 氢化物理论
4．1．3 电化学理论
4．1．4 原子氢-电化学联合理论
4．1．5 水合物机理
4．2 次亚磷酸盐对 Ni~2+的还原机理
4．2．1 原子态氢的产生
4．2．2 镍离子的还原
4．2．3 磷与镍的共沉积
4．3 催化活性与镍的形核、生长
4．3．1 催化活性与施镀工艺
4．3．2 镍核的三维生长模式
4．4 修饰机理的动力学解释
4．5 热力学解释
4．6 本章小结
第5章 (Ni/SiC)_p为第二相粒子的复合镀层实验
5．1 实验所用试剂及仪器
5．1．1 实验所用试剂
5．1．2 实验所用仪器
5．2 实验流程
5．2．1 试样预处理
5．2．2 复合镀层的制备
5．3 表征方法
5．4 镀层结构表征
5．4．1 Ni-P、Ni-P(SiC)_p、Ni-P-(Ni/SiC)_p镀层的形貌比较
5．4．2 Ni-P、Ni-P(SiC)_p、Ni-P-(Ni/SiC)_p镀层的成分比较
5．4．3 Ni-P、Ni-P(SiC)_p、Ni-P-(Ni/SiC)_p镀层的物相比较
5．4．4 Ni-P、Ni-P(SiC)_p、Ni-P-(Ni/SiC)_p镀层的横截面分析
5．5 Ni-P、Ni-P(SiC)_p、Ni-P-(Ni/SiC)_p镀层的性能
5．5．1 Ni-P、Ni-P(SiC)_p、Ni-P-(Ni/SiC)_p镀层的硬度
5．5．2 Ni-P、Ni-P(SiC)_p、Ni-P-(Ni/SiC)_p镀层的耐磨性比较
5．6 微粒与合金共沉积机理
5．7 施镀参数对化学复合镀的影响
5．7．1 温度对 Ni-P-(Ni/SiC)_p化学复合镀的影响
5．7．2 搅拌速度对 Ni-P-(Ni/SiC)_p化学复合镀的影响
5．7．3 pH对 Ni-P-(Ni/SiC)_p化学复合镀的影响
5．7．4 (Ni/SiC)_p含量对化学复合镀素速的影响
5．7．5 表面活性剂对 Ni-P-(Ni/SiC)_p化学复合镀工艺条件的影响
5．8 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
发布时间: 2005-10-21
参考文献
- [1].银氧化锡复合材料的制备及性能研究[D]. 王尚军.浙江大学2006
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