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精选论文总结汇总[金属材料]

2023-01-01 19:22编辑: www.jxszl.com景先生毕设
一、本课题针对目前行业生产对中温铝钎料的迫切需求,主要研究了98Zn-2Al钎料钎焊铜-铝接头的性能,包括其润湿性,力学性能,显微组织及断口形貌的分析研究。通过实验研究,得出以下几点结论:(1)98Zn-2Al钎料在紫铜表面的铺展性能较差,在纯铝表面的铺展面积很大,铺展效果显著。
   (2)钎焊接头力学性能试验结果表明对接和搭接钎焊接头均断裂于钎缝。钎焊接接头显微组织中块状CuAl2尺寸较大,容易产生应力集中,接头强度较低。
   (3)通过98Zn-2Al钎料钎焊铜-铝焊接接头的断口形貌分析来看,接头在断裂前基本未发生塑性变形,断口形貌平整光亮,属于脆性断裂。

二、本文在经典Hummers法的基础上加以改进制取氧化石墨烯水溶液,并通过扫面电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜、X-射线衍射仪对对所制得的材料进行表征,确定了所制得的材料就是氧化石墨烯。使用UMT多功能摩擦磨损试验机测得不同载荷、不同频率、不同润滑介质下的摩擦系数。并使用ADE三维形貌仪和扫描电子显微镜测定了磨损量及观察了磨损形貌。并得出以下结论:
1、制备的氧化石墨烯成片状,并且在水中能够均匀分散。
2、氧化石墨烯水溶液作为润滑介质与去离子水相比能有效的减小摩擦系数,并且摩擦系数随着氧化石墨烯浓度的增加而减小。在同等实验条件下,摩擦系数随着载荷的增加而减小,随着摩擦频率的增加而减小。氧化石墨烯水溶液作为润滑介质具有很好的减磨性。
3、氧化石墨烯水溶液作为润滑介质时,能够减小Al2O3/Si3N4摩擦副材料的磨损体积,并且随着氧化石墨烯浓度的增加磨损体积减小。说明在氧化石墨烯作为润滑介质下,Al2O3/Si3N4摩擦副材料具有较强的抗磨性。在同等实验条件下,Al2O3/Si3N4摩擦副材料的磨损体积随着载荷的增加而增大,随着摩擦频率的增大而增大。
4、去离子水与氧化石墨烯水溶液润滑条件下Al2O3/Si3N4摩擦副材料的磨损机理都表现为磨粒磨损。氧化石墨烯水溶液与去离子水相比,氧化石墨烯水溶液润滑条件下的磨痕区域表面凹坑数量减少,磨痕宽度变小,并且随着氧化石墨烯浓度的提高这种趋势更明显。氧化石墨烯的添加减小Al2O3/Si3N4摩擦副材料表面间的摩擦阻力,降低了摩擦系数。

三、 (1) 随着Zn-Al钎料中Al元素含量的增加,钎料的铺展性能有所提高,当Al元素含量为12wt.%时,Zn-Al钎料的铺展面积达到峰值,若继续增加Al元素的含量,Zn-Al钎料的熔点升高导致钎料熔体粘滞性增加,铺展性能下降。当Zn-Al钎料中铝含量在8~15wt.%范围之间,钎料均具有良好的铺展性能。
    (2) 钎焊接头的力学性能试验结果表明,随着A1元素在钎料中所占含量的增加,强化相铝基固溶体在钎缝中的数量也增加,对接钎焊接头强度有所提高,当钎料中A1元素所占的含量达到8%时,钎焊接头的强度达到峰值,但继续增加A1元素在Zn-Al钎料中所占的含量时,钎缝中生成的枝状共析组织变得比较粗大,容易与周围形成的其他组织界面产生应力集中,从而萌生裂纹,使钎焊接头的强度降低。根据钎焊接头的力学性能知,使用92Zn-8A1钎料钎焊2 A01铝合金接头的力学性能最好。

四、1、通过对纯钛熔体与ZrO2(CaO稳定)陶瓷耐火材料间的高温反应研究,讨论了界面反应的规律,并借助DTA测定了纯钛与ZrO2(CaO稳定) 陶瓷耐火材料间的界面反应动力学参数,结果表明,反应温度约为1237℃,反应的活化能为1348kJ/mol,反应速率常数为2.5×102s-1以及反应级数为1.51。
2、依据热量和质量守恒定律,综合考虑钛熔体/陶瓷铸型界面反应过程中,化学反应、温度场和浓度场之间的相互影响,建立了钛熔体与陶瓷铸型间界面反应数值模型,从而模拟研究了工艺参数对钛铸件中氧浓度和反应层厚度的影响,结果表明:随着接触时间、浇注温度和铸型预热温度的增加,纯钛一侧反应层厚度增加。

五、经过一个学期的实验和学习,最终完成了我的毕业论文,在收获成功喜悦的同时,首先我要深深的感谢我的指导老师侯彦华老师,他对我的帮助和指导贯穿着整个论文阶段,从开始写论文开始到结束。作为一个普通的本科生,没有经验,理论知识欠缺的情况下,如果靠我一个人完成这样一个浩瀚的工程,难度是可想而知的。侯老师平时工作比较忙,在这样的情况下,他尽量抽出时间来指导我们。从选题开始,到开题报告、外文翻译、做实验、写论文。每一个任务的完成都离不开侯老师的帮助和指导。侯老师知识丰富,学富五车,治学严谨,一丝不苟,是我学习的榜样。
同样,我还要感谢我身边的同学,一起学习,一起做实验,查阅资料,同学对我的帮助也很大,一起生活的四年,培养了深厚的友谊。我还要感谢机械学院所有老师,是他们的教育和指导,使我度过了四年充实的大学生活,学习到知识和做人的道理。对走向社会打下了坚实的基础。

六、本文采用具有良好生物相容性的钛合金TC4作为基材,通过对材料表面的等离子聚合甲基丙烯酸方式再接枝白蛋白进行表面改性,并借助ATR-FTIR和水接触角对改性前后钛合金材料表面的成分与性能进行分析,通过体外血小板的粘附实验研究其改性前后材料表面的血液相容性进行讨论。得到以下结论:
1.采用等离子体聚合接枝钛合金表面的方式,在钛合金表面接入羧基基团。等离子体处理的样品在较短时间内具有出色的亲水性。
2.通过共价接枝的方式,在等离子体聚合甲基丙烯酸的基础上进一步固定抗凝血生物分子白蛋白。ATR-FTIR与水接触角结果表明,上述分子已经全部成功固定在钛合金样品表面,并且材料表面的亲水性显著提高,这有利于提高材料的抗凝血性能。
3.用体外血小板粘附实验结果表明,经等离子体聚合甲基丙烯酸的钛合金表面接枝白蛋白后材料表面所吸附的血小板量显著降低,说明通过该实验接入生物活性分子白蛋白来改善钛合金材料抗凝血性能的方法是真实有效的。

七、重力场下,界面之间开始发生化学反应,生成了大量并且细小的晶粒,随着反应的继续发生,生成的晶粒不断的长大,而且相近的晶粒开始连接在一起,这些晶粒上开始产生树根状组织,由于温度的升高反应的加快这些树根状的组织进一步的变粗变大。
电磁场下,首先在界面接触最紧密的区域形成一颗颗类似于球状的小颗粒,随着接触界面处温度的不断升高,界面反应逐渐加剧,之前一颗颗球状的小颗粒慢慢的变多且不断的长大,逐渐的长大导致相邻的球状小颗粒之间的距离越来越小直到最后相聚在一起并在彼此之间形成晶界,最后覆盖在整个的界面上。
电磁场下的界面反应产物形貌和重力场下界面反应产物形貌还是相差很大,而且电磁场比重力场的界面反应的速度更加的快速,而且程度更加的剧烈。

八、本文通过仿生法在钛合金表面制备了羟基磷灰石涂层,采用SEM观察试样表面形貌,红外光谱仪分析涂层的组成,接触角测量仪分析涂层的亲疏水性能,摩擦磨损试验机测试羟基磷灰石涂层对钛合金耐磨性的影响,得出以下结论:
    1.扫描电镜(SEM)显示钛合金基体表面成功覆盖了HA图层,长出的晶体呈球状结构,晶体尺寸也较小。结果显示经过表面处理的钛合金在模拟体液中可诱导钙磷沉积并在其表面形成羟基磷灰石涂层。
2.红外光谱(FTIR)显示在氢氧根吸收峰伴随有碳酸根吸收峰,认为模拟体液中生成的HA图层为含碳酸根的HA。
3.接触角分析表明沉积了羟基磷灰石后钛合金表面液滴被拉开,表面被润湿面积大,其亲水性能明显得到提高。
4.仿生法沉积羟基磷灰石涂层处理后,钛合金表面的摩擦因数减小了,说明其耐磨性有所提高。


九、本文用高温自蔓延法制备铜合金,采用X-线衍射仪、扫描电镜对复合材料的组织成分进行分析。然后通过UMT多功能摩擦磨损实验机,三维非接触表面形貌分析等方法研究了铜基复合材料的摩擦磨损性能,得出了以下结论:
1. 采用铸造自蔓延技术,将A1粉和CuO粉制备成预制片,作为原位反应的载体,用高温液态铜浇注获得了A12O3/Cu复合材料。
2. 在空气中,A12O3/Cu复合材料的摩擦系数比纯铜的摩擦系数高,随着载荷的增加A12O3/Cu复合材料的摩擦系数降低,但差别并不大。
3. 和纯铜相比,在干摩擦下A12O3/Cu复合材料的相对耐磨性更好
4. 在干摩擦下,纯铜的磨损机制主要以粘着磨损为主,A12O3/Cu颗粒增强铜基复合材料主要以磨粒磨损为主,随着载荷的增加还伴有一定的氧化磨损。

十、多巴胺和肝素改性固体材料能在不破坏其基体材料自身结构的基础上赋予材料亲水性、生物相容性等,从而优化其材料表面的性能。本文采用具有良好生物相容性能的钛合金TC4作为样品,通过多巴胺的自聚合对材料表面进行表面改性,并借助ATR-FTIR和水接触角对改性前后钛合金材料表面的成分与性能进行分析,通过血小板的通过血小板黏附实验研究其改性前后材料表面的血液相容性进行讨论。并得出以下结论
     1 通过扫描电镜分析结果表明,钛合金原片扫描电镜图,表面比较光滑,多巴胺聚合的钛合金,与钛合金原片差别不大,当也能看出表面有点粗糙,说明多巴胺聚合成功,钛接多巴胺接肝素的钛合金表面比较粗糙,形态变化也比较明显,这是钛合金表面聚合多巴胺接枝肝素效果比较明显。
     2 通过ATR-FTIR与水接触角的分析结果表明,多巴胺和肝素分子已经全部成功固定在钛样品表面,并且材料表面的亲水性显著提高。
 3 血小板粘附实验的结果表明,在接枝过肝素后的材料表面所吸附的血小板数量量显著降低,被激活数量也降低,这是由于肝素具有增强抗凝血酶Ⅲ活性的作用。因此本实验也证实接入肝素来改善钛合金材料的抗凝血性能是真实有效的,可广泛应用于未来的血液类接触材料。

十一、本文研究了亚稳β钛合金(Ti1023)在多次冲击下的组织演化得到如下结论:
1. 在Ti1023合金中,在低应变时,马氏体相变把原始β粗晶粒细分成许多细小的β块。这些β块随后限制了位错运动,但其促进了剪切带的形成。在高应变时,马氏体相变和剪切带促进晶粒细化,形成了超细结构,且纳米晶之间是随机的晶体取向。
2. 由固溶前后的Ti1023合金的金相组织的对比,合金在830℃固溶后为单一的β相,同时分析合金在不同应变后的光学形貌,原始β粗晶粒中可以清楚地观察到许多针状马氏体,随着应变的增加,这些马氏体几乎消失,形成了超细和分散的结构。
3. 在Ti1023合金应变后的力学性能观察中,硬度随它的应变量的增加而增加,这是由于晶粒的细化,发生了马氏体相变。

十二、本课题是以TC4为基体,以硅酸盐+磷酸盐体系为电解液,采用微弧氧化法制备TiO2+TiB2复合涂层,通过对比TC基体、单纯TiO2薄膜和TiO2+TiB2复合膜层,研究其组织结构、耐磨性能和耐腐蚀性能。用XRD分析薄膜的相结构,SEM观察薄膜的表面形貌,蔡司光学显微镜观察涂层截面厚度;用摩擦磨损试验研究摩擦系数,用三维形貌分析仪观察磨痕的三维形貌并测量磨损体积;通过全浸实验和电化学实验研究其腐蚀性能。得出以下结论:
1、在电解液中添加TiB2颗粒,经微弧氧化后,TiB2进入到钛合金表面膜层中,引起了膜层厚度的增加。微弧氧化的试样表面可以观察到明显的孔洞,在加入TiB2颗粒后表面孔洞基本消失,说明TiB2颗粒填补了那些孔洞。
2、TC4基体的摩擦系数最大,TiO2膜层次之,TiO2+TiB2复合膜层的摩擦系数最小。因此,通过复合强化工艺处理之后,可使钛合金表面的减摩性显著提高。
3、TC4基体的磨损体积最大,TiO2膜层次之,TiO2+TiB2复合膜层的磨损体积最小。因此,通过复合强化工艺处理之后,可以提高钛合金表面的耐磨性。综合摩擦系数和磨损体积两种参数,可以得出结论:经复合强化处理之后,表面膜层的摩擦性能得到显著提高。
4、TC4基体腐蚀程度最大,TiO2膜层次之,TiO2+TiB2复合膜层的腐蚀程度最小;通过电化学腐蚀实验,可以得出,TC4基体的腐蚀电流密度和腐蚀速率最大,微弧氧化的试样次之,添加TiB2颗粒的试样最小。综上可以得出结论:通过复合强化工艺处理,可以提高钛合金表面的耐蚀性能。

十三、本文通过对医用钛合金表面进行低温等离子处理,使得在钛合金表面得到性能更加优良的钛氧化物膜层,通过腐蚀性能的测试对低温等离子氧化过程工艺参数进行优化,并研究了其空气中的摩擦磨损行为,得出以下几点结论。
1. 低温等离子氧化的最佳工艺参数为:功率70W、时间30min。
2. 摩擦系数随着频率的升高而增加,随着载荷的增加而下降。
3. 经过表面改性后,钛合金表面的摩擦系数和磨痕深度均显著减小,减摩性和耐磨性均得到了提高。
4. 改性后的表面腐蚀电位向正方向移动,腐蚀电流减小,耐腐蚀性能提高。
5. 未经表面处理的TC4基体腐蚀电位最负、腐蚀电流最大,腐蚀速率最快,腐蚀最严重。
6. 随着功率从30 W增加到90 W,氧化处理钛合金表面的腐蚀电位呈先上升后下降的趋势,而腐蚀速度呈先下降后上升的趋势:功率为70 W时钛合金表面的自腐蚀电流密度最小,为1.83×10-8 A·cm-2,降低了近2个数量级,说明在该功率下钛合金表面处理后的效果最好,低温等离子氧化处理的效果最佳。
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