【摘 要】
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本论文采用热浸镀铝和微弧氧化技术在301L不锈钢表面制备一层氧化物陶瓷膜,以期待可以改善胶接接头的胶粘性能。通过研究助镀剂工艺、热浸镀时间以及热浸镀温度对镀层的表面及镀层内部合金层及纯铝层厚度的影响,获取适合后续微弧氧化处理的最佳热浸镀铝工艺参数,并在此工艺参数下进行后续微弧氧化实验研究。通过剪切实验探索微弧氧化处理对于胶接接头粘接性能的影响规律,采用激光共聚焦、接触角、SEM、XRD等检测手段研
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本论文采用热浸镀铝和微弧氧化技术在301L不锈钢表面制备一层氧化物陶瓷膜,以期待可以改善胶接接头的胶粘性能。通过研究助镀剂工艺、热浸镀时间以及热浸镀温度对镀层的表面及镀层内部合金层及纯铝层厚度的影响,获取适合后续微弧氧化处理的最佳热浸镀铝工艺参数,并在此工艺参数下进行后续微弧氧化实验研究。通过剪切实验探索微弧氧化处理对于胶接接头粘接性能的影响规律,采用激光共聚焦、接触角、SEM、XRD等检测手段研究了微弧氧化时间对氧化铝陶瓷膜表面形貌、成分、粗糙度及接触角的影响,并探究以上因素对胶接接头剪切性能的影响机理。研究结果表明:301L不锈钢热浸镀铝最佳工艺参数为:采用5wt%K2ZrF6溶液作为助镀剂,浸镀时间选择11 min,浸镀温度选择710℃;采用最佳热浸镀工艺制得的试样镀层和基体为紧密结合,整个镀层致密无缺陷,有利于后续微弧氧化试验的充分进行。微弧氧化处理提升了胶接接头的剪切性能,其对剪切性能影响机理如下:陶瓷层的表面为多孔结构,随着微弧氧化时间的增加,孔洞数量减小,孔径增大,氧化膜表面的致密性降低,胶粘面积增大;微弧氧化膜主要由α-Al2O3和γ-Al2O3组成,不同微弧氧化时间下氧化膜产物基本相同;随着氧化时间增加,陶瓷膜表面粗糙度及水与膜层表面的接触角增大,胶接接头的剪切强度增大。当时间增至30min时,膜层表面粗糙度最大值为1.265μm,水与膜层表面的接触角最大值为53.7°,结合强度增加到最高值33.20 MPa,比未处理过的样品结合强度提高至3.1倍。
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