LA103Z镁锂合金LDH/MAO复合膜层的制备及性能研究

来源 :西安科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:BigWrist
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
LA103Z镁锂合金作为未来“绿色环保”革命性材料,已成功应用于高轨卫星的支架和部分机箱壳体等部位。但是,LA103Z镁锂合金内部约有10%的锂含量,导致其有较高的电化学活性和很负的电极电位,严重限制了镁锂合金的应用范围。本文首先在镁锂合金基体表面制备出微弧氧化膜层(Micro-arc oxidation,MAO),然后通过原位水热法在MAO膜层表面制备了层状双金属氢氧化物膜层(Layered double hydroxide,LDH)来密封MAO膜层表面微孔和微裂纹。系统研究了水热温度和水热时间对Mg-Al和Mg-Al-Co LDH/MAO复合膜层的形貌、成分以及在3.5wt%NaCl溶液中的析氢和浸泡腐蚀行为的影响。同时,采用往复式磨损试验机测试了复合膜层的摩擦磨损性能。此外,探讨了镁锂合金LDH/MAO复合膜层的耐腐蚀机理。采用微弧氧化技术在LA103Z镁锂合金表面制备MAO陶瓷层。结果表明,MAO陶瓷层主要由MgO和Mg2SiO4相组成。不同氧化电压所制备的MAO陶瓷层浸泡192h后的析氢量为V450V<V500V<V550V<V基体。此外,氧化电压为500V的MAO陶瓷层浸泡96h后具有最小的失重率。说明MAO陶瓷层可以为基体提供耐蚀性保护且500V所制备的MAO陶瓷层保护能力更优。为了进一步提高其耐蚀性,采用水热法在MAO膜层表面制备Mg-Al LDH薄膜对其进行封孔处理。结果显示:随着水热时间和水热温度的延长,LDH纳米片间距逐渐减小,膜层致密,并成功密封MAO膜层表面微孔及微裂纹。LDH/MAO复合膜层的耐蚀性能远优于LA103Z镁锂合金,其中在水热温度参数为90℃,水热时间参数范围为18h-24h时,LDH/MAO复合膜层的析氢量与失重速率最低。表明LDH膜层能有效密封MAO膜层的微孔,具备比单独的MAO膜层更长久的耐蚀性。为了探究不同水热溶液的封孔效果,在保持MAO工艺参数不变的情况下,改变LDH水热溶液参数,在MAO膜层表面制备了 Mg-Al-Co LDH。结果显示:在水热反应过程中,MAO膜层中部分MgO溶解产生的Mg2+与OH-结合形成Mg(OH)2沉积在MAO膜层的微孔和微裂纹上。水热24h所制备的LDH纳米片结构均匀且致密,密封效果最佳。浸泡实验表明,水热温度参数为90℃,水热时间参数为24h时,LDH/MAO复合膜层的析氢量与失重速率最低。LDH/MAO复合膜层的耐蚀性要优于单独的MAO膜层及LA103Z镁锂合金基体。LDH/MAO复合膜层的磨损形貌表明,复合膜层表面较为光洁,磨屑较少,膜层表面仅出现轻微磨损,膜层表面均有着深浅不一的犁沟状划痕。经LDH/MAO复合膜层封孔处理的试样摩擦系数均小于单独的MAO膜层和LA103Z基体,耐摩擦磨损性能显著提高。LDH/MAO复合膜层长期耐蚀机理可以大致归纳为:LDH膜层的屏障作用,离子交换性,自修复性以及LDH/MAO复合膜层的协同保护作用。
其他文献
关键设施和关键资产面临着较高的安全风险,一旦遭到非法入侵可能会造成严重的后果。实物保护系统脆弱性评估就是为了验证保护系统的防护性能并识别保护系统的漏洞,从而确保保护目标的安全。实物保护系统评估的方法一般分为两类:定性分析和定量分析。定性分析主要根据功能测试和相关规范进行专家打分评估,定量分析则需要严格的大量的实验以确定系统各个部件的有效性。定量分析的代价高于定性分析,用户可根据实际需要选择对保护系
煤与瓦斯突出是煤矿的五大灾害之一,预防煤与瓦斯突出是煤炭企业安全生产的关键。瓦斯突出机理模型尚不明确,且瓦斯涌出量为非线性时间序列数据,使得传统的预测方法难以应对瓦斯突出这样复杂的非线性过程。由于神经网络有强大的非线性拟合能力,所以可以通过构建神经网络瓦斯涌出量预测模型,对瓦斯灾害进行有效的防治。为提高瓦斯涌出量的预测精度,本文采用改进的烟花算法(WOFWA)对回声状态网络(ESN)储备池参数选择
三维地理信息系统(3DGIS)是智慧矿山的重要组成部分,人员定位系统作为3DGIS平台的核心,对煤矿的日常运营和安全管理起着重要的作用。我国煤矿企业广泛使用3DGIS平台历史较短,相应平台大多不够成熟。在山东某煤矿企业使用的3DGIS平台(H平台)日常运行中,发现该平台的人员定位系统中存在人员定位偏离巷道、历史轨迹穿模等问题。此类问题不仅会对管理人员造成困扰,更可能引起系统的误判断、误操作,对煤矿
位置服务在人们日常的生活中扮演着重要角色,在目标定位、灾害预防、紧急救援、商业广告、道路辅助等领域都展现了巨大的发展前景。目前,基于位置指纹的WiFi室内定位技术具有部署成本低、普适性强、覆盖范围广等优势,成为了室内定位领域的研究热点。然而,在复杂的室内环境中,WiFi信号的时变性以及WiFi指纹与物理位置的复杂非线性映射,使得设计高精度、低复杂度、低成本的WiFi指纹定位方案仍然面临诸多挑战。本
随着煤炭开采深度的持续增加,因矿井围岩应力增高而造成的煤炭生产事故发生强度和频度也不断增加,严重威胁着煤炭安全生产。因此,为了避免此类事故的发生,必须要对围岩应力采取必要的监测预警手段,从而保障矿井安全高效生产。论文针对矿井围岩应力监测数据分析中存在的可靠性低、预测精度不满足现场需求的问题,基于深度学习的理论对矿井围岩应力预测方法展开研究,主要研究内容如下:(1)提出了基于多传感器支持度与自适应加
本论文选取湖南寒坡坳矿区高煤级煤为研究对象,采用元素分析、工业分析、X射线衍射分析(XRD)、傅里叶红外光谱分析(FTIR)、核磁共振分析((13)C-NMR)、X射线光电子能谱分析(XRD)等实验测试手段,从构造作用引起煤体结构变化为切入点,研究不同变形机制下高煤级煤有机质结构特征,探究不同变形程度下煤分子平均结构演化特征。在岩浆热力与构造应力作用下高煤级煤结构演化特征呈非线性连续变化(存在跃变
生态系统服务流的模拟可以明确生态系统服务供给区和需求区的划分及其相互作用机制,对流域生态环境政策的制定具有重要的科学参考价值,然而目前关于生态系统服务流的研究案例较少。本文以黄土高原地区的泾河流域为研究区,以土壤保持服务为对象,展开流域生态系统服务流的模拟与分析研究。基于SWAT模型,本文对泾河流域2000-2018年生态系统土壤保持服务进行了定量评估,并将其分为减轻泥沙淤积服务、保护土壤肥力服务
砚北煤田处于华亭煤田的中东部,其煤层是处于褶皱构造区的特厚煤层。随着矿井开采的逐渐加深,受褶皱构造影响,高地应力以及高开采集中应力对巷道和工作面周围岩体的作用逐渐加强。当应力超过煤岩体极限强度后,煤岩体在开采工作的继续扰动下会出现失去稳定的情形,继而造成弹性变形能的瞬间释放,这种能量的意外释放往往会造成巷道变形和封堵、设备损坏、人员伤亡等危害,严重威胁着矿井的安全开采。为减少设备、巷道的损坏程度及
煤是由结构复杂的聚集体组成。煤分子结构表征直接影响着煤储层评价和煤层气的富集机理,国内外学者对不同煤阶的煤大分子结构进行了大量研究,构建了多种模型,为煤化学结构基础研究和煤的热解与生物气转化技术研究提供了理论依据。本文通过野外样品采集、室内实验测试分析及数值模拟研究等方法,借助元素分析、工业分析、XRD、FTIR、13C-NMR、XPS 及模拟软件(Petromod 1D、Materials St
随着煤矿智能化开采向着高效能、绿色安全的方向发展,对煤机装备提出了更高的要求。液压支架是煤机装备的重要组成部分,长期在磨损与腐蚀环境下服役,由于材料失效引发的停产甚至灾难性事故将造成巨大的资源和能源浪费,并严重威胁着矿工的生命安全。激光熔覆再制造是实现废旧产品或关键零部件专业化修复与升级改造的重要途径。但液压支架在激光熔覆过程中,熔覆层存在的耐磨耐腐蚀性能不足以及熔覆层附近基材的性能退化问题,严重