闭孔泡沫铝表面涂层制备及性能研究

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1、分类号:TG146.210710-2015131040硕士学位论文闭孔泡沫铝表面涂层制备及性能研究杨蕾导师姓名职称徐义库副教授申请学位级别硕士学科专业名称材料加工工程论文提交日期2018年4月30日论文答辩日期2018年5月22日学位授予单位长安大学PreparationandPropertiesofClose-cellAluminumFoamSurfaceCoatingAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：YangLeiSupervisor：Prof.XuYikuChang’anUniversity,Xi’a

2、n,China摘要泡沫铝作为一种结构功能一体化材料，由于其具有轻质、比强度大、吸能等特点，在航空航天、汽车、建筑建工等多个领域具有广泛的应用前景。随着社会发展各个领域对泡沫铝提出了更高的要求，因此改善泡沫铝自身耐腐蚀性差、强度硬度低等缺陷以及进一步扩大其应用范围成为研究的重点。本文采用电沉积的方法在闭孔泡沫铝表面制备铜涂层，研究电沉积参数对涂层耐腐蚀性能和泡沫铝机械性能的影响，不同的沉积电压和时间都会影响铜的沉积量。采用扫描电镜观察涂层的表面形貌，采用电化学工作站检测试样的耐腐蚀性能，采用万能试验机检测试样的机械性能。研究表明，在一定范围内（1-2.3V）随着沉积

3、电压的升高，涂层越来越均匀致密，超过这一范围涂层质量明显下降。泡沫铝的耐腐蚀性能随着沉积电压的增大而提高。泡沫铝压缩曲线表现出明显的三个区域：弹性变形阶段、应力平台阶段和坍塌变形阶段；电沉积使泡沫铝的杨氏模量和平台应力明显升高，单位体积吸能量也增加。此外，为了进一步提高泡沫铝的机械性能，本文也做了在闭孔泡沫铝表面制备Cu-SiC纳米复合涂层的探讨研究。通过对闭孔泡沫铝进行不同时间和电参数的微弧氧化处理发现，随着微弧氧化电压的升高，陶瓷层微孔数量降低，孔径增大，沉积物增多，涂层粗糙度增加。XRD验证陶瓷膜的主要成分为Al以及Al2O3，说明陶瓷相主要是以铝和氧结合形

4、成。微弧氧化后泡沫铝的耐腐蚀性提高，腐蚀倾向和速率随电压的升高而降低。通过对比研究发现微弧氧化试样应力-应变曲线趋势与基体相同，且随着微弧氧化时间的增长，泡沫铝的机械性能也会相应提高。关键词：泡沫铝；微弧氧化；电沉积；准静态压缩iiiAbstractAsastructuralandfunctionalcompositematerial,thealuminumfoamhasexcellentperformancessuchaslightweight,highspecificstrength,energyabsorptionandsoon.Asaresult,thea

5、luminumfoamhasabroadapplicationprospectinvariousfields,suchasaerospaceindustry,transportation,constructionandotherfields.Allterritorieshaveputforwardhigherrequirementsforaluminumfoam.Improvingthedefectssuchaspoorcorrosionresistance,lowstrength,hardnesslimitandexpandingthescopeofapplic

6、ationofaluminumfoamhasbecometheemphasisofresearch.Inthisstudy,thecoatingwaspreparedonthesurfaceofaluminumfoambyelectro-deposition.Theparametersfortheelectro-depositionofCuwereoptimizedinordertoincreasethecorrosionresistanceandcompressivepropertiesofclose-cellaluminum.Differentvaluesof

7、depositionvoltagesandtimeswereconsideredtovarytheamountofdepositedCu.Thesurfacemorphologyofcoatingwasobservedbyscanningelectronmicroscope,thecorrosionresistancewasstudiedusinganelectrochemicalworkstation,thecompressivepropertieswereevaluatedbyuniversaltestingmachine.Thestudyshowthat,t

8、hecoa