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1、中圖分類號：TG17論文編號：102870618-SZ057學科分類號：085204碩士學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)領域材料工程指導教師楊亮教授南京航空航天大學研究生院材料科學與技術學院二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位論文是本人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得南京航空航天大學或其他教育機構的學位或證書而使用過的材料。本人授權南京航空航天大學
3、可以將學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編學位論文。(保密的學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全日制專業(yè)學位碩士學位論文摘要鋯合金以突出的核性能、良好的機械性能和耐腐蝕性能被廣泛應用于核反應堆結構材料和化工耐腐蝕設備。但由于應用環(huán)境復雜苛刻，鋯合金服役過程中往往會出現(xiàn)磨損失效和腐蝕破壞，使得材料應用中存在安全隱患。因此，提高鋯合金的防腐耐磨性能，成為鋯合金材料應用中需要解決的重要問題。本文采用磁控濺射沉積技術，在鋯基體表面制備了Zr65Cu35、Zr75Cu25和Zr73Cu16N
4、b11涂層。對涂層的微觀組織結構和常規(guī)力學性能進行了測試分析。對涂層在室溫下的耐摩擦磨損性能進行了研究，并探討了其磨損機制。本文還對涂層在3.5wt.%NaCl、0.1mol/LH3BO3和0.1mol/LLiOH三種溶液中的電化學腐蝕性能進行了研究，分析了涂層微觀組織結構、微合金化Nb和表面潤濕性對材料耐腐蝕性能的影響，探討了涂層的腐蝕防護機理。為非晶納米晶涂層在材料表面作為防腐耐磨保護涂層的應用提供了理論依據(jù)。獲得的主要結果：(1)采用磁控濺射沉積技術制備的涂層表面光滑平整，致密均勻無明顯缺陷，與基體結合良好，厚度達到1~2μm。TEM分析發(fā)現(xiàn)，Zr65Cu35涂層為完全非晶態(tài)
5、；Zr75Cu25涂層組織結構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)摩擦磨損試驗結果表明：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制主要為氧化磨損。(3)電化學測試結果表明：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。關鍵詞：非晶納米晶涂層，磁控濺射，微觀結構，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
