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1、中圖分類號(hào)：TG17論文編號(hào)：102870618-SZ057學(xué)科分類號(hào)：085204碩士學(xué)位論文鋯基非晶納米晶涂層制備及性能研究研究生姓名蔡保賢專業(yè)類別工程碩士專業(yè)領(lǐng)域材料工程指導(dǎo)教師楊亮教授南京航空航天大學(xué)研究生院材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMaterialScienceandTechnologyPreparation,corrosionandwearpropertiesofZr-basedamorphousandnanocrystal
2、linecoatingAThesisinMaterialEngineeringbyCaiBaoxianAdvisedbyProf.YangLiangSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018承諾書本人聲明所呈交的碩士學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果，也不包含為獲得南京航空航天大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過(guò)的材料。本人授權(quán)南京航空航天大學(xué)
3、可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本承諾書)作者簽名：日期：2018年4月2日南京航空航天大學(xué)全日制專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文摘要鋯合金以突出的核性能、良好的機(jī)械性能和耐腐蝕性能被廣泛應(yīng)用于核反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)材料和化工耐腐蝕設(shè)備。但由于應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜苛刻，鋯合金服役過(guò)程中往往會(huì)出現(xiàn)磨損失效和腐蝕破壞，使得材料應(yīng)用中存在安全隱患。因此，提高鋯合金的防腐耐磨性能，成為鋯合金材料應(yīng)用中需要解決的重要問(wèn)題。本文采用磁控濺射沉積技術(shù)，在鋯基體表面制備了Zr65Cu35、Zr75Cu25和Zr73Cu16N
4、b11涂層。對(duì)涂層的微觀組織結(jié)構(gòu)和常規(guī)力學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試分析。對(duì)涂層在室溫下的耐摩擦磨損性能進(jìn)行了研究，并探討了其磨損機(jī)制。本文還對(duì)涂層在3.5wt.%NaCl、0.1mol/LH3BO3和0.1mol/LLiOH三種溶液中的電化學(xué)腐蝕性能進(jìn)行了研究，分析了涂層微觀組織結(jié)構(gòu)、微合金化Nb和表面潤(rùn)濕性對(duì)材料耐腐蝕性能的影響，探討了涂層的腐蝕防護(hù)機(jī)理。為非晶納米晶涂層在材料表面作為防腐耐磨保護(hù)涂層的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。獲得的主要結(jié)果：(1)采用磁控濺射沉積技術(shù)制備的涂層表面光滑平整，致密均勻無(wú)明顯缺陷，與基體結(jié)合良好，厚度達(dá)到1~2μm。TEM分析發(fā)現(xiàn)，Zr65Cu35涂層為完全非晶態(tài)
5、；Zr75Cu25涂層組織結(jié)構(gòu)由非晶相和納米晶混合組成，其中，納米晶粒尺寸大小在5~10nm之間，較均勻分布于非晶相中。(2)摩擦磨損試驗(yàn)結(jié)果表明：Zr75Cu25非晶納米晶涂層表現(xiàn)出較低的摩擦系數(shù)(0.4~0.5)和較-53-1-1低的磨損速率(2.3×10mmNm)，具有優(yōu)異的耐摩擦磨損性能。在干態(tài)摩擦條件下，鋯基體的磨損機(jī)制主要為粘著磨損和磨粒磨損。Zr75Cu25非晶納米晶涂層的磨損機(jī)制主要為氧化磨損。(3)電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明：在3.5wt.%NaCl、0.1mol/LH3BO3和0.1mol/LLiOH三種溶液中Zr75Cu25非晶納米晶涂層均表現(xiàn)出比鋯基體和Zr65Cu
6、35非晶涂層更高的腐蝕抗力。在3.5wt.%NaCl溶液中Zr73Cu16Nb11非晶納米晶涂層比Zr75Cu25非晶納米晶涂層具有更寬的鈍化區(qū)間，表現(xiàn)為更高的腐蝕抗力。關(guān)鍵詞：非晶納米晶涂層，磁控濺射，微觀結(jié)構(gòu)，耐磨損性能，耐腐蝕性能I鋯基非晶納米晶涂層制備及性能研究ABSTRACTZr-basedalloysaretypicalstructuralmaterialsservedinnuclearreactorsandchemicalcorrosion-resistantequipment,duetotheirexcellentmechanicalproperties,corro
7、sionresistance,andoutstandingnuclearproperties.However,theZr-basedalloysperformancesarefailureduetotheterribleserviceenvironment,leadthepotentialsecurityrisks.Therefore,toimprovethepropertiessuchascorrosionandwearresistancesinmetalsinpa
