Pannelli komposti ta 'l-azzar tat-titanju rċevew attenzjoni mifruxa fl-oqsma tal-pitrolju, il-kimika, l-enerġija u l-inġinerija tal-baħar f'dawn l-aħħar snin minħabba l-proprjetajiet mekkaniċi eċċellenti tagħhom ta' azzar u reżistenza għall-korrużjoni tat-titanju. Madankollu, meta l-pjanċi komposti tal-azzar tat-titanju jiġu applikati f'ambjenti tal-baħar ħarxa, l-uċuħ tat-tarf tagħhom jgħaddu minn korrużjoni galvanika minħabba d-differenza potenzjali bejn it-titanju u l-azzar, li tiddeterjora l-prestazzjoni tagħhom waqt is-servizz attwali. Għalhekk, l-adozzjoni ta 'metodi xierqa għat-trattament protettiv tal-wiċċ tat-tarf tal-pjanċi komposti tal-azzar tat-titanju hija ta' sinifikat u valur kbir. Iżda fil-preżent, kważi m'hemm l-ebda rapporti rilevanti. Aktar riċerka hija ffukata fuq it-tħejjija ta 'kisi fuq il-wiċċ ta' titanju jew pjanċi ta 'l-azzar biex ittejjeb il-prestazzjoni tas-servizz tas-sottostrat, prinċipalment inkluż bexx termali u kisi bil-lejżer. Il-proċess ta 'bexx termali għandu effiċjenza għolja, tħaddim flessibbli u sempliċi, iżda minħabba l-firxa wiesgħa ta' temperatura tas-sors tas-sħana tiegħu, difetti bħal pori huma suxxettibbli li jseħħu fil-kisi, u l-istress termali residwu huwa relattivament kbir.
1. Preparazzjoni tal-kisi tat-titanju
Il-materjal tas-sottostrat huwa pjanċa kompost ta 'l-azzar tat-titanju manifatturat minn Hunan Xiangtou Jintian Titanium Metal Co., Ltd bl-użu tal-metodu tal-iffurmar tal-vakwu. Il-pjanċa tat-titanju hija 1.80 mm ħoxna u l-pjanċa tal-azzar hija 10.20 mm ħoxna, kif muri fil-Figura 1. Qabel ma tipprepara l-kisi tat-titanju, uża 220 #, 360 #, 600 #, 800 #, 1000 #, u 2000 # SiC sandpaper biex illustra s-sottostrat f'sekwenza, segwit minn tindif ultrasoniku fl-etanol għal 10 minuti biex jitneħħew kontaminanti bħal żejt u sadid fuq il-wiċċ tal-kampjun. It-trab tat-titanju użat għall-bexx kiesaħ huwa Ti-01 prodott mill-Istitut ta 'Materjali Ġodda, Akkademja tax-Xjenzi ta' Guangdong, b'daqs ta 'partiċelli ta' 50-100 μ m. Wara l-għarbil, it-trab tat-titanju jinħema f'120 grad għal 30 minuta biex jitnaqqas l-impatt tal-umdità fuq il-kwalità tal-kisi. It-tagħmir tal-bexx kiesaħ tlesta fuq PCS1000 prodott minn Plasma Giken fil-Ġappun.
Uża magna tal-qtugħ tal-wajer ta 'skarigu elettriku biex tnaqqas il-kampjun għall-karatterizzazzjoni tal-mikrostruttura u l-analiżi tal-kompożizzjoni tas-sezzjoni trasversali. Kampjuni metallografiċi huma ppreparati b'metodi mekkaniċi tat-tħin u l-illustrar. Soluzzjoni ta 'etanol ta' aċidu nitriku bi proporzjon tal-volum ta '1:19 tintuża bħala etchant. Il-karatteristiċi mikrostrutturali ġew ikkaratterizzati bl-użu ta 'OM (Leica DVM6M) u SEM (Phenom ProX) mgħammra b'EDS. Eżami mikroskopiku ta' kampjuni metallografiċi
L-ebusija tkejlet bl-użu ta' tester tal-mikroebusija Vickers b'ħin ta' residenza ta' 10 sekonda u tagħbija ta' 500 g. Ittieħdu kejl kull 0.4 mm mill-wiċċ tal-kisi għas-sottostrat. It-test tal-frizzjoni u tal-ilbies jadotta magna tal-ittestjar tal-frizzjoni u tal-ilbies reċiproka b'veloċità għolja, b'tagħbija ta '20 N, ħin ta' 10 min, frekwenza ta '1 Hz, tul tat-test ta' 10 mm, u blalen tal-azzar GCr15 bħala l-frizzjoni par. Qabel l-ittestjar elettrokimiku, il-kampjun huwa ssiġillat b'reżina epossidika, illustrat b'sandpaper metallografiku biex jitneħħew l-ossidi tal-wiċċ, imnaddaf bl-etanol u ilma pur, u finalment imnixxef bl-arja sħuna biex tinkiseb wiċċ ta 'kisi nadif. L-esperiment isir f'temperatura tal-kamra. Il-mezz sperimentali huwa soluzzjoni simulata ta 'ilma baħar (3.5% NaCl), bl-użu ta' sistema ta 'tliet elettrodi. Il-kampjun huwa l-elettrodu tax-xogħol, il-kontro elettrodu huwa pjanċa tal-platinu, u l-elettrodu ta 'referenza huwa elettrodu tal-kalomel saturat (SCE). Spettroskopija ta 'impedenza elettrokimika ġiet ittestjata fuq stazzjon tax-xogħol elettrokimiku (CHI760E) f'potenzjal ta' ċirkwit miftuħ, bi frekwenza ta 'ttestjar ta' 105 ~ 10-2Hz u potenzjal ta 'disturb ta' 10 mV applikat. Il-magna tat-test tal-korrużjoni tal-isprej tal-melħ (EASS-100) taċ-Ċina Electrical Apparatus Research Institute Co., Ltd. tintuża għat-test tal-isprej tal-melħ. Skont it-Test tal-Korrużjoni fl-Atmosfera - Test tal-Brexx tal-Melħ (GB 10125-1997), is-soluzzjoni tat-test hija soluzzjoni ta '5% NaCl bil-frazzjoni tal-massa, u t-temperatura fil-kaxxa tal-bexx hija ta' 35 grad.
3.L-influwenza tal-pressjoni tal-gass u t-temperatura waqt l-għalf tat-trab fuq il-mikrostruttura u l-morfoloġija tal-kisi tat-titanju
Wieħed mill-parametri importanti fil-proċess tal-bexx kiesaħ huwa l-veloċità kritika tal-partiċelli sprejjati qabel ma jaħbtu mas-sottostrat. Għal materjal ta 'matriċi partikolari, teżisti veloċità kritika li fiha partiċelli biss b'veloċità akbar mill-veloċità kritika jistgħu jiġu depożitati biex jiffurmaw kisi, filwaqt li partiċelli b'veloċità aktar baxxa mill-veloċità kritika se jerġgħu lura biex jiffurmaw il-kisja. Il-veloċità kritika tal-partiċelli tal-isprej kiesaħ tiddependi fuq fatturi bħad-densità tal-materjal, il-punt tat-tidwib, is-saħħa tat-tensjoni aħħarija u t-temperatura inizjali tal-partiċelli. Matul il-proċess ta 'bexx kiesaħ, metalli bħal Cu, Zn, u Al huma suxxettibbli għal deformazzjoni plastika kbira ta' partiċelli, li jirriżultaw f'kisi dens. Madankollu, Ti, minħabba l-punt tat-tidwib għoli tiegħu, huwa diffiċli biex tikseb kisjiet densi permezz tat-teorija tad-depożizzjoni tad-deformazzjoni tal-ħabta tal-bexx kiesaħ. Madankollu, studji rilevanti wrew li ż-żieda fit-temperatura u l-pressjoni tal-gass tal-għalf tat-trab tista 'tnaqqas b'mod effettiv il-porożità tal-kisi. Il-porożità tal-kisja hija fattur ewlieni li jaffettwa l-prestazzjoni protettiva tiegħu. Fi ħdan il-firxa permissibbli tat-tagħmir, l-awtur investiga l-influwenza tat-temperatura u l-pressjoni tal-gass ta 'tmigħ tat-trab fuq il-mikrostruttura tal-kisi tat-titanju.
Il-Figura 2 turi l-morfoloġija metallografika ta 'kampjuni tal-kisi tat-titanju ppreparati taħt kombinazzjonijiet differenti ta' pressjoni tal-gass tat-trab u parametri tat-temperatura. Minħabba l-fatt li l-bexx kiesaħ jappartjeni għall-metodu ta 'depożizzjoni ta' stat solidu, għandu ftit impatt termali fuq is-sottostrat, u l-partiċelli ma jdubux matul il-proċess ta 'depożizzjoni. Għalhekk, il-pjanċa tat-titanju u l-pjanċa tal-azzar fuq in-naħa tas-sottostrat huma intatti, u l-kisi tat-titanju jista 'jiġi ppreparat fi ħdan il-firxa tat-temperatura u l-pressjoni tal-gass tal-għalf tat-trab studjat. Mill-Figura 2, wieħed jista 'jara li l-pressjoni u t-temperatura tal-gass ta' tmigħ tat-trab għandhom ftit effett fuq il-ħxuna tal-kisi. Il-ħxuna tal-kisja ppreparata taħt diversi kundizzjonijiet fl-istess ħin ta 'bexx hija komparabbli, bi ħxuna medja ta' 2.70 mm. Madankollu, il-parametri tal-gass tal-għalf tat-trab għandhom impatt sinifikanti fuq l-istruttura tal-kisi tat-titanju sprejjat kiesaħ.
Konklużjoni
1) Iż-żieda fit-temperatura u l-pressjoni tal-gass ta 'tmigħ tat-trab matul il-proċess tal-bexx kiesaħ mhux biss tgħin biex tnaqqas il-porożità tal-kisi u ttejjeb id-densità tagħha, iżda wkoll trażżan id-delaminazzjoni tal-kisi u ssaħħaħ it-twaħħil intern tal-kisi. Meta t-temperatura u l-pressjoni tal-gass tal-għalf tat-trab żdiedu minn 800 grad u 3 MPa għal 900 grad u 5 MPa, rispettivament, il-porożità tal-kisi naqset minn 4.25% għal 1.14%.
2) Minħabba t-temperatura baxxa tal-gass tat-tmigħ tat-trab waqt il-preparazzjoni tal-isprej kiesaħ tal-kisi tat-titanju, ma ġiet osservata l-ebda ossidazzjoni sinifikanti fil-kisjiet tat-titanju ppreparati, li huma magħmulin prinċipalment minn Ti metalliku. Fl-istess ħin, taħt kundizzjonijiet ogħla ta 'temperatura u pressjoni tal-gass tat-tmigħ tat-trab (900 grad u 5 MPa), il-kisi tat-titanju fuq in-naħa tal-pjanċa kompost tal-azzar tat-titanju għandu kompatibilità tajba mas-sottostrat u l-ebda interface ovvju minħabba kompożizzjoni konsistenti; L-interface bejn il-kisi tat-titanju u l-pjanċa tal-azzar hija ċara, u m'hemm l-ebda interdiffużjoni sinifikanti ta 'elementi.
3) Iż-żieda fit-temperatura jew il-pressjoni tal-gass li tmigħ it-trab matul il-proċess tal-bexx kiesaħ hija ta 'benefiċċju għat-tisħiħ tad-deformazzjoni tal-plastik, it-titjib tad-densità tal-kisi, u b'hekk ittejjeb il-mikroebusija u r-reżistenza għall-ilbies tal-kisi. Il-kisi tat-titanju ppreparat bl-użu ta 'GCr15 bħala l-par ta' frizzjoni, bi pressjoni tal-gass li tmigħ trab ta '5 MPa u temperatura ta' 900 grad, wera rata ta 'xedd ta' 0.32 × 10-3mm3/(N · m) wara 10 minuti ta' xedd taħt tagħbija ta' 20 N.
4) Il-kisi tat-titanju sprejjat kiesaħ ippreparat fuq il-wiċċ tat-tarf tal-pjanċa kompost tal-azzar tat-titanju għandu reżistenza tajba għall-korrużjoni. Wara 1000 siegħa ta 'test newtrali tal-isprej tal-melħ, il-kisi huwa intatt u m'hemm l-ebda korrużjoni tas-sadid ovvja fuq il-wiċċ, li jindika li l-kisi tat-titanju effettivament jipprevjeni partiċelli korrużivi milli jippenetraw fis-sottostrat, u b'hekk itejjeb b'mod sinifikanti l-prestazzjoni tas-servizz tal-pjanċa kompost tal-azzar tat-titanju fl-ambjent tal-baħar
