铍材的表面膜层性能测试及其微弧氧化处理研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：专业硕士学位论文（工程硕士）铍材的表面膜层性能测试及其微弧氧化处理研究硕士研究生：王鹏指导教师：程魁副教授企业导师：邢涛高级工程师工程领域：化学工程论文主审人：王贵领教授哈尔滨工程大学2018年5月分类号：密级：UDC：编号：专业硕士学位论文（工程硕士）铍材的表面膜层性能测试及其微弧氧化处理研究硕士研究生：王鹏指导教师：程魁副教授学位级别：工程硕士学科、专业：化学工程所在单位：材料科学与化学工程学院论文提交日期：2018年5月论文答辩日期：2018年6月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:

2、ADissertationfortheDegreeofM.EngPerformancetestofberylliumsurfacefilmandmicro-arcoxidationtreatmentonberylliumCandidate:WangPengSupervisor:A.P.ChengKuiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ChemicalEngineeringDateofSubmission:May,2018DateofOralExamination:June,201

3、8University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间

4、论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日铍材的表面膜层性能测试及其微弧氧化处理

5、研究摘要铍以其高硬度、低密度及其高的热中子散射能力和物理稳定性等优点，被广泛应用于航空航天零件以及核反应堆中。而在仪表零件中，一般采用具有保护膜层的铍材来提高铍的应用性能。本论文通过研究具有不同保护膜层（绝缘阳极氧化膜层、化学钝化膜层、化学镀镍膜层）的铍材的硬度、膜层结合强度、在大气环境和腐蚀性溶液中腐蚀情况以及耐磨损性能等方面，来评定各种膜层的性能，总结规律。同时研究了铍材的微弧氧化技术，得到一套稳定可靠的铍材微弧氧化处理工艺参数。不同膜层铍材的膜层硬度测试结果表明，化学镀镍膜层硬度(513.6HV)大于化学钝化膜层硬度(329.7HV)，阳极氧化膜

6、层硬度(194.1HV)最小。化学镀镍膜层对于铍基体的附着力及拉伸强度最大（抗拉强度大于0.18MPa）。而阳极氧化膜层铍材的附着力及拉伸强度最小，在拉力强度大于0.13MPa时，化学钝化膜层铍材和阳极氧化膜层铍材都出现了脱层现象。具有不同膜层的铍材在大气环境下腐蚀情况的研究表明，化学镀镍膜层（腐蚀失重S=0.12mg/cm2）和化学钝化膜层（腐蚀失重S=-0.2mg/cm2）能较好的保护铍基体，而阳极氧化膜层（腐蚀失重S=0.24mg/cm2）对铍基体保护较差。化学镀镍膜层对于铍基体的覆盖度最高，表面膜层先被腐蚀，其对基体的保护性更强。不同膜层的铍材

7、在盐雾环境下腐蚀结果表明，化学镀镍膜层（腐蚀失重S=0.38mg/cm2）腐蚀较重，但集中在表面；化学钝化膜层（腐蚀失重S=0.04mg/cm2）能较好的保护铍基体；而阳极氧化膜层（腐蚀失重S=-0.28mg/cm2）对铍基体保护较差。阳极氧化膜层因为其氧化铍陶瓷结构与露出铍基体氧化形成的氧化膜相接而使膜层开裂，整体抗腐蚀性最差。通过对具有不同保护膜层的铍材在0.1mol/LHCl、NaCl、NaOH溶液中的浸泡腐蚀，以及在质量分数为3.5%的NaCl水溶液（电化学极化下化学镀镍极化电阻为9868Ω·cm2、化学钝化极化电阻为14605Ω·cm2、阳极

8、氧化极化电阻为7275Ω·cm2）和5%的(NH4)2SO4水溶液（电化学极化下化学镀镍极化电