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1、論文分類號(hào)：２學(xué)校代碼：１０７０８學(xué)號(hào)：１５０５０３８龜?shù)冢：ⅲ粒牐妫崳姡樱龋粒粒危兀桑牐眨危桑郑牛遥樱桑裕伲牐希疲牐樱茫桑牛危茫牛牐Γ牐裕牛茫龋危希蹋希牵伲崳姶T士學(xué)位論文Ｔ＇ｈｅｓｉｓｆｏｒＭａｓｔｅｒｓＤｅｇｒｅｅ聚醚醚酮基復(fù)合涂層的制備工藝及性能研宄指導(dǎo)教臟名：楊立軍教授學(xué)科名稱：材料加工工程論文提交眺漏糊Ｉ８｜論文答辯日期：２０１８年５月４ＩＩ｜丨｜｜｜■ｆｉｌｌｍｍｍｍａｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｗｍｍｍｍｍｗｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｗｍｍｍｍｍｍａｍｍｍｍｍｍｍＫｍ
2、ｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍａｍｗｍｍｍｍｍｍｍｍＢｍｍａｍｍｍｍａｍａｍｍｍｍｍｗｍｕ申請(qǐng)工學(xué)碩士學(xué)位論文論文題目：聚醚醚酮基復(fù)合涂層的制備工藝及性能研究學(xué)科門類：工學(xué)一級(jí)學(xué)科：材料科學(xué)與工程培養(yǎng)單位：機(jī)電工程學(xué)院碩士生：王哲導(dǎo)師：楊立軍教授2018年5月StudyonPreparationProcessandPropertiesofPolyetheretherketone-basedCompositeCoatingsAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoft
3、heRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceByZheWangSupervisor:Prof.LijunYangMay2018聚醚醚酮基復(fù)合涂層的制備工藝及性能研究摘要磨損作為能源消耗和零件失效的主要形式，每年給國(guó)家?guī)?lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和資源的浪費(fèi)。因此基于精密機(jī)械零部件在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的磨損失效問(wèn)題，本文提出了一種應(yīng)用于機(jī)械零部件表面的新型高聚物三元復(fù)合涂層，以聚醚醚酮（Polyetheretherketone，PEEK）粉末作為基體材料，添加石墨和聚四氟乙烯來(lái)制備性能優(yōu)異的聚醚醚酮基復(fù)合涂層，有效地預(yù)防了機(jī)械零部件在運(yùn)轉(zhuǎn)
4、過(guò)程中表面因局部損傷而逐漸發(fā)展成整個(gè)零件失效的問(wèn)題。本文主要研究了聚醚醚酮基復(fù)合涂層基材預(yù)處理、制備方法、配方、制備工藝以及石墨含量對(duì)于復(fù)合涂層性能的影響。具體開(kāi)展工作如下：（1）首先研究三種表面預(yù)處理（噴砂處理、氧化鈦氮化鈦過(guò)渡層以及鎳鋁合金過(guò)渡層）對(duì)復(fù)合涂層附著力的影響，研究發(fā)現(xiàn)，鎳鋁合金與復(fù)合涂層之間的犬牙交錯(cuò)結(jié)構(gòu)使得鎳鋁合金過(guò)渡層的附著力最大為3000N。（2）利用靜電噴涂和冷壓燒結(jié)的方法分別制備PEEK基復(fù)合涂層，探究了兩種制備方法下復(fù)合涂層的結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和摩擦學(xué)性能。靜電噴涂過(guò)程中由于粉末沒(méi)有完全融化，而且涂層中容易混雜入空氣，導(dǎo)致涂層與基體連接不緊密，內(nèi)部孔隙率較高。
5、相反，冷壓燒結(jié)制備的涂層致密度高，綜合性能優(yōu)異，其中復(fù)合涂層的硬度為21.78HV，摩擦因數(shù)為0.0461，磨損率為-63-1-12.06×10mm?N?m。（3）研究了石墨含量對(duì)復(fù)合涂層結(jié)構(gòu)和性能的影響。研究結(jié)果表明：隨著石墨質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，分子鏈柔順性下降、鏈段運(yùn)動(dòng)降低使涂層的結(jié)晶度和硬度逐步降低，摩擦因數(shù)逐漸降低，磨損率先下降后上升。同時(shí)，隨著石墨質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，磨損機(jī)理開(kāi)始以磨粒磨損和黏著磨損為主；而當(dāng)石墨質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到8%時(shí)，復(fù)合涂層表面出現(xiàn)了剝落現(xiàn)象，磨痕寬而深，這表明主要磨損機(jī)理變?yōu)榱似谀p。（4）采用雙因素全面實(shí)驗(yàn)來(lái)研究使得PEEK基復(fù)合涂層性能最優(yōu)的涂層配方。通過(guò)極
6、差分析研究石墨質(zhì)量分?jǐn)?shù)和聚四氟乙烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)復(fù)合涂層性能的影響，研究發(fā)現(xiàn)：石墨質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)于復(fù)合涂層性能的提升起到了主導(dǎo)性作用。同時(shí)利用回歸分析建立石墨質(zhì)量分?jǐn)?shù)X與聚四氟乙烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)Y之間的數(shù)學(xué)模型，最后通過(guò)計(jì)算得出復(fù)合涂層性能最優(yōu)異的配方：石墨質(zhì)量I分?jǐn)?shù)為4.2%，PTFE質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.8%，PEEK質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%。（5）利用正交實(shí)驗(yàn)研究壓制壓力、燒結(jié)溫度、結(jié)晶時(shí)間對(duì)冷壓燒結(jié)復(fù)合涂層性能的影響，并采用極差分析方法分析正交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，分別計(jì)算出顯微硬度、摩擦因數(shù)、磨損率的極差值，并判定復(fù)合涂層各個(gè)性能下的主要影響因素。綜合考慮使得PEEK基復(fù)合涂層性能最佳的工藝為壓制壓力140MPa
7、，燒結(jié)溫度390℃，結(jié)晶時(shí)間70min。關(guān)鍵詞：聚醚醚酮，聚四氟乙烯，石墨，冷壓燒結(jié)，摩擦學(xué)性能IIStudyonPreparationProcessandPropertiesofPolyetheretherketone-basedCompositeCoatingsABSTRACTWear,asthemainformofenergyconsumptionandcomponentfailure,bringshugeeconomiclossesandwaste
