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HFCVD金刚石薄膜/铜复合材料的生长工艺及结合性能研究

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HFCVD金刚石薄膜/铜复合材料的生长工艺及结合性能研究

作者：田孟昆中南大学

学位级别：硕士

随着当代电子产品朝着速度更快、体积更小、功率更高的方向发展,提高基片材料的热导率越来越引人关注。人工合成金刚石的技术日趋成熟使得金刚石产品应用在电子工业上逐渐成为可能。本文采用热丝化学气相沉积（HFCVD）系统,以CH4和H2为... 详细信息

随着当代电子产品朝着速度更快、体积更小、功率更高的方向发展,提高基片材料的热导率越来越引人关注。人工合成金刚石的技术日趋成熟使得金刚石产品应用在电子工业上逐渐成为可能。本文采用热丝化学气相沉积（HFCVD）系统,以CH4和H2为反应气体,在铜上沉积了金刚石薄膜。采用场发射扫描电子显微镜（FESEM）、拉曼光谱（Raman）、维氏硬度计进行检测分析,研究了工艺参数对金刚石薄膜生长及过渡层膜/基结合性能的影响。得出结论如下： 1.直接在铜上沉积金刚石形核率较小,采取金刚石颗粒/丙酮处理与加大表面粗糙度都能显著增加形核率;2.在热丝距离为8-12mm、甲烷浓度为1-3%、气体压强为2-3.5kPa、沉积时间为6h-10h,基体温度为800℃-700℃参数范围内沉积的金刚石薄膜质量最高,成分与形貌变化较小。而当热丝距离过大（14mm）或过小（7mm）,甲烷浓度过高（5%）,气体压强过大（4.5kPa）,沉积时间较短（2h）,过高（900℃）与过低（650℃）的温度条件下金刚石薄膜质量较差。 3.在本文所选用的实验参数下,金刚石薄膜在铜上的结合力性能很差。Ti过渡层能有效地提高薄膜与基体的结合强度,而W、Nb过渡层上结合性能最差。Ti过渡层上非金刚石相较其它过渡层上都要多。Ni过渡层上金刚石颗粒尺寸远大于Nb过渡层、Ti过渡层与纯铜基体。

关键词：金刚石薄膜铜结合性能过渡层

基于表面处理的Cu/Al复合板冷轧动态结合行为及结合性能研究

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基于表面处理的Cu/Al复合板冷轧动态结合行为及结合性能研究

作者：牛辉太原理工大学

学位级别：硕士

纯铜凭借其优良的导热、导电和耐腐蚀性能,广泛应用于多个领域,但资源缺少使得其使用成本较高。Cu/Al复合材料作为其代替材料得到学者的广泛关注。本文针对Cu/Al复合板冷轧复合工艺中的表面处理工序开展研究工作,采用ABAQUS软件分析了... 详细信息

纯铜凭借其优良的导热、导电和耐腐蚀性能,广泛应用于多个领域,但资源缺少使得其使用成本较高。Cu/Al复合材料作为其代替材料得到学者的广泛关注。本文针对Cu/Al复合板冷轧复合工艺中的表面处理工序开展研究工作,采用ABAQUS软件分析了板间摩擦系数和预加残余应力对Cu/Al复合板轧制过程的影响规律;采用钢丝刷打磨、抛丸处理以及综合表面处理（钢丝刷打磨+抛丸处理）三种工艺对板坯进行表面处理,系统地研究了机械表面处理工艺对原始板坯表面状态、轧制结合效率、复合板界面组织、结合性能的影响规律;通过轧卡实验分析了基于不同表面处理的Cu/Al复合板动态结合过程及结合机理,对轧前表面处理工艺进行了优化和深入分析。有限元模拟结果显示,提高界面摩擦系数可以促进铜和铝的同步变形能力,但增加摩擦系数,压下率相同的条件下所需轧制力也越大,且板形翘曲程度增加。预加残余应力模拟结果表明,通过对铜板预加压应力、铝板预加拉应力,可以改善板形,提高铜和铝的变形协调能力。实验结果表明,不同的机械表面处理对板坯表面形态、粗糙度和残余应力均具有显著影响。经过机械打磨处理后,板坯表面形成鳞片状划痕和加工硬化层,并且表面应力条件和粗糙度发生明显变化。抛丸处理后表面凹凸不平,具有较高的表面粗糙度和表面残余应力。综合表面处理兼具打磨处理和抛丸处理各自的形貌特征。机械打磨处理后Cu、Al双金属表现出最优的冷轧结合效率,临界结合压下率为35%,远低于抛丸处理（45%）。此外,该工艺制备的复合板还表现出最优的界面结合性能,拉伸-剪切强度达到78MPa,比抛丸处理工艺制得的复合板提高26%（61.86MPa）。综合表面处理方式结合两种表面处理方法,压下率相同时制得的Cu/Al复合板结合强度介于两者之间,剥离界面形貌也同时具有两种表面处理方式各自的形貌特征。通过轧卡实验研究了不同表面处理方式对Cu/Al复合板的动态冷轧结合过程的影响规律并分析其结合机理。轧制过程中,金属表面硬脆层发生破裂,较软的铝被挤入铜侧裂缝中并与新鲜铜金属接触,在轧制力的作用下,形成稳定结合。冷轧Cu/Al复合板的高强度复合是表面形貌、表面粗糙度和表面残余应力综合作用的结果。板坯表面沿轧向的鳞片状划痕和较小的压缩残余应力有利于表层金属的破裂,适当的粗糙度对轧制过程中接触长度和接触压力产生积极影响而提高复合板结合强度。通过对比分析,钢丝刷机械打磨工艺对Cu/Al复合板的冷轧结合的作用优于其他两种表面处理方式,制得的复合板结合强度高于抛丸处理和综合表面处理,采用直径为0.3mm的钢丝刷沿轧制方向打磨20s后,Cu/Al复合板显示出最高的拉伸-剪切强度（78MPa）,约为未处理样品的四倍。

关键词： Cu/Al复合板冷轧复合表面处理结合机理结合性能

溶胶凝胶法在铝基片上沉积SiOx薄膜及结合性能

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表面技术 2008年第1期37卷 25-27,47页

作者：赵胜利陈海云文九巴毕育欣张迎涛赵崇军河南科技大学材料学院河南洛阳471003 华东理工大学材料科学研究所上海200237

为了获得性能良好的蛋白质芯片的固相载体,采用溶胶-凝胶工艺并结合旋转涂布技术在A l基片上沉积硅氧化物薄膜,考察了薄膜的表面形貌、组成、结构以及与基片的结合性能。结果表明:酸性溶胶在A l基片上沉积薄膜容易产生较多较大的裂纹,... 详细信息

为了获得性能良好的蛋白质芯片的固相载体,采用溶胶-凝胶工艺并结合旋转涂布技术在A l基片上沉积硅氧化物薄膜,考察了薄膜的表面形貌、组成、结构以及与基片的结合性能。结果表明:酸性溶胶在A l基片上沉积薄膜容易产生较多较大的裂纹,严重影响薄膜的表面性能;以浓氨水为催化剂获得的碱性溶胶在Al基片上涂膜,干燥过程中产生的内应力较小,获得的SiOx薄膜表面较均匀,虽然仍存在少量裂纹,但较细小。添加少量DMF于碱性溶胶中可获得比表面积大、无裂缝、与基片结合强度较高的均匀非晶态硅氧化物薄膜,有望作为蛋白质芯片的固相载体。

关键词：硅氧化物薄膜铝基体溶胶凝胶形貌结构结合性能

木质纤维表面摩擦性能表征及其对纤维间结合性能的影响

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木质纤维表面摩擦性能表征及其对纤维间结合性能的影响

作者：安帅天津科技大学

学位级别：硕士

木质纤维是一种储量丰富的生物资源,由于其本身的可重复利用、可生物降解以及成本低等一系列优点在许多领域有着极为广泛的应用。纤维的应用依赖于纤维本身的性能,其中表面摩擦性能在纤维性能中占据着极为重要的地位,影响着纤维形变、... 详细信息

木质纤维是一种储量丰富的生物资源,由于其本身的可重复利用、可生物降解以及成本低等一系列优点在许多领域有着极为广泛的应用。纤维的应用依赖于纤维本身的性能,其中表面摩擦性能在纤维性能中占据着极为重要的地位,影响着纤维形变、纤维间结合以及纤维基产品的最终性能。本论文主要对木质纤维表面进行处理进而构建纤维表面摩擦性能评价的体系从而对木质纤维表面摩擦性能进行表征,同时系统地分析表面摩擦性能对纤维形变及纤维间结合性能的影响。首先,利用物理（PFI磨浆）以及化学（NaClO2）的方法处理南方松针叶木纤维,控制纤维表面和纤维总的化学成分的比例得到不同（总木素含量几乎不变的情况下表面木素含量呈现出一定分布、总木素含量呈现出一定分布且表面木素也变化）的木质纤维样品。对木质纤维样品进行纤维形态、木素含量、表面电荷等分析,结果表明木质纤维经机械处理后,纤维的长度几乎不变略有降低,纤维的粗度大幅降低,表面木素含量降低;木质纤维经化学处理后粗度降低,总木素含量和表面木素含量均呈现降低的趋势。其次,在传统绞盘法的基础上结合木质纤维本身特性改进得到“改进-绞盘法”,探讨不同转速、不同载荷、不同摩擦辊材料等因素的影响对“改进绞盘法”完善,同时采用棉纤维、亚麻纤维、芳纶纤维、涤纶纤维、纱线纤维对方法进行准确性的检测。最后针对木质纤维构建木质纤维表面摩擦性能检测的最优体系。并对木质纤维表面摩擦性能进行检测（扫描电子显微镜（SEM）及原子力显微镜（AFM））以及表面粗糙度、表面自由能等的测定,分析其与表面摩擦性能的关系。实验结果表明转速为30 r/min,载荷为350 mg是测定木质纤维表面摩擦性能的最佳条件。最后,围绕“纤维表面摩擦性能与纤维形变以及纤维间的结合性能”进行研究。基于对木质纤维摩擦性能的分析结果,探讨纤维表面摩擦性能和纤维形变以及纤维间结合性能的关系,并研究纤维网络形成过程中抗张强度与摩擦性能的关系。结果表明:纤维摩擦性能的提高使得纤维之间的结合点增多,剪切结合强度b分别上升了 3.60 MPa和32.00 MPa,同时,纤维因为失去一部分木素而变得更加柔软,纤维柔软度变大,接触几率增大,因而纤维之间的相对结合面积RBA分别增大18%和26%,导致纤维结合强度指数B的上升;纤维网络的抗张指数呈上升趋势,而松厚度明显降低。因此,在实际生产过程中,可以通过调节木质纤维中化学成分改变其摩擦性能来满足不同产品的需求。

关键词：木质纤维表面摩擦动摩擦系数静摩擦系数表面粗糙度结合性能

不同化学成分木质纤维的形变性表征及其对纤维结合性能的响应机制研究

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不同化学成分木质纤维的形变性表征及其对纤维结合性能的响应机制...

作者：王欣天津科技大学

学位级别：硕士

木质纤维原料在自然界中储量丰富,由于具有密度小、成本低、生物可降解等优点被广泛关注和应用。纤维的形变性作为纤维的一项重要基本性能,影响着纤维间结合性能以及成纸产品的物理性能。本论文主要对于木质纤维细胞壁的化学组分进行调... 详细信息

木质纤维原料在自然界中储量丰富,由于具有密度小、成本低、生物可降解等优点被广泛关注和应用。纤维的形变性作为纤维的一项重要基本性能,影响着纤维间结合性能以及成纸产品的物理性能。本论文主要对于木质纤维细胞壁的化学组分进行调控,以研究其形变性及纤维的形变行为对纤维间结合性能的响应机制。首先,利用化学(NaCl02)以及化学与生物结合的方法(NaClO2与LMS(漆酶与介体体系))调控纤维细胞壁中木素的比例与分布,得到总木素含量高、中、低三组纤维模型。借助“酶剥皮”的方法分析纤维细胞壁径向的化学组分分布情况,并运用传统的SEM-EDS(扫描电镜-能谱)技术对细胞壁中木素分布进行验证测定。实验结果表明:与单独采用化学处理的纤维相比,经化学与生物结合处理的纤维细胞壁外部区域木素较少,而内部区域木素较多;随着脱木素程度的加深,纤维的粗度大幅降低,保水值显著上升,纤维表面的木素浓度降低,表面孔径逐渐增大。其次,采用不同评价方法对含有不同化学组分纤维模型的形变性能进行表征,包括纤维的柔软性和纤维的压溃性(纤维横截面的纵横比),并将不同表征方式进行对比。实验结果表明:两种纤维形变性的评价方法都呈现出相同的变化趋势;纤维的形变性能随着脱木素程度的加深逐渐增强,并且仅经化学处理的纤维的形变程度变化更大,这说明木素在纤维细胞壁中的比例和分布对纤维形变性能均存在一定的影响。最后,阐述了不同化学组分纤维模型的形变性对纤维网络结合性能的响应机制,基于对纤维形变性能的分析结果,探讨纤维化学组分及其分布与纤维形变性能和结合性能之间的关系,并利用纤维形变性能这一纤维的基本属性来解释纤维网络形成过程中抗张强度与松厚度之间的关系。结果表明:纤维形变性能的改善使得纤维之间的结合点增多,剪切结合强度(b)分别上升了 11.93 MPa和13.00 MPa;同时,纤维因为失去一部分木素而变得更加柔软,纤维间的接触几率增大,因而纤维之间的相对结合面积(RBA)分别增大了 33%和28%,这导致纤维的结合强度指数(B)的显著上升;纤维网络(手抄纸页)的抗张指数呈上升趋势,而松厚度明显降低。由此,在实际生产过程中,可以通过调节木质纤维原料中化学组分的比例和分布改变其形变性能,以满足不同纤维基产品的需求。

关键词：木浆纤维形变性结合性能柔软性压溃性

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木浆纤维形变性对其结合性能的响应机制研究

木浆纤维形变性对其结合性能的响应机制研究

作者：李志强天津科技大学

学位级别：硕士

近年来,人们对环境和可持续发展的需求越来越高,木质纤维原料作为一种丰富的植物资源,因其比重小、成本低、可回收以及可生物降解等独有的特性在诸多领域受到广泛关注。纤维的形变性能作为一项基本的物理性能,直接影响着木质纤维材料的... 详细信息

近年来,人们对环境和可持续发展的需求越来越高,木质纤维原料作为一种丰富的植物资源,因其比重小、成本低、可回收以及可生物降解等独有的特性在诸多领域受到广泛关注。纤维的形变性能作为一项基本的物理性能,直接影响着木质纤维材料的应用范围及终端产品的性能。因此,对于木质纤维材料的形变性能以及纤维的形变行为对纤维间结合性能响应机制的研究至关重要。首先,选取松木TMP长纤维原料在酸性条件下用亚氯酸钠进行不同的脱木素处理,得到不同木素含量和不同形变性的纤维原料,分别对其纤维形态、木素浓度和物理性能进行分析。结果表明:随着木质素的脱除,纤维的长度、宽度基本保持不变,纤维的粗度和保水值发生显著变化;纤维表面木质素浓度随着脱木素程度的加深而减小。其次,推导并完善了表征纤维形变性能的综合其不同影响因素的评价体系,得出了影响纤维形变性能不同因素的具体公式,并求得纤维横截面参数、纤维细胞壁化学组成和以弹性模量表征的纤维细胞壁结构对纤维形变行为的响应因子,分别为3.46、0.26和0.06。其贡献在于量化了纤维自身各主要因素对纤维形变行为的作用程度,加深了对木浆纤维形变行为的认知。再次,采用不同评价方法对纤维的形变性能进行表征,包括干、湿纤维柔软性、纤维横截面纵横比和纤维的压溃指数,并对单根纤维的物理强度性能进行测定。通过实验结果,进一步揭示了木质素脱除过程中单根纤维物理强度性能减弱,形变性能增加的具体过程,并对表征纤维形变性能的各方法进行了对比。最后,围绕纤维形变性对纤维网络的微观结合性能以及宏观物理强度的影响进行了详细的阐述,剖析了纤维形变性对纤维网络结合性能的响应机制。结果表明:随着纤维形变性能的增强,纤维网络中纤维间的相对结合面积（RBA）和剪切结合强度（b）增大,进而导致了微宏观的Page结合强度指数随着湿纤维柔软性的增大而呈线性增加,相关系数R2达到了 0.994。在纤维网络形成过程中,采用纤维的形变行为对其宏观物理强度和松厚度这一对固有矛盾进行诠释,尝试通过调整纤维的形变性能来最大限度地缓解二者之间的矛盾。

关键词：木浆纤维形变性结合性能柔软性压溃性

滚轮轴承PI润滑层成型、结合性能有限元模拟及实验研究

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滚轮轴承PI润滑层成型、结合性能有限元模拟及实验研究

作者：仰高燕山大学

学位级别：硕士

聚酰亚胺(PI)作为一种特殊的工程材料,具有优异的耐高温性和良好的耐磨性,近年来,PI作为一种新型固体自润滑材料受到研究学者的关注。但PI与钢铁材料结合性能较差,制约了其在航空滚轮轴承上的使用,因此有必要研究二者结合性能。有限元... 详细信息

聚酰亚胺(PI)作为一种特殊的工程材料,具有优异的耐高温性和良好的耐磨性,近年来,PI作为一种新型固体自润滑材料受到研究学者的关注。但PI与钢铁材料结合性能较差,制约了其在航空滚轮轴承上的使用,因此有必要研究二者结合性能。有限元仿真技术因其高效率低成本的特点而应用于各个领域。采用有限元仿真技术,研究PI与滚轮轴承外圈结合性能,以及确定PI自润滑层热模压成型工艺参数,具有重要的工程意义。本文利用界面力学理论,分别研究了PI/45#钢结合界面受到法向集中力和切向集中力作用时,结合界面的应力分布情况。研究结果表明:界面抗剪能力远大于抗拉能力,可在45#钢表面加工凹槽来提供抗剪面和机械锁合,从而达到提高界面结合强度的目的。通过ANSYS软件,分析了不同凹槽宽度、深度、PI层厚度以及凹槽面积占比对PI/45#钢结合性能的影响;利用剪切强度表征结合性能;通过非线性弹簧单元方法,设计了PI/45#钢结合层的等效模型,根据PI的弹性模量和界面极限应力,完成了弹簧单元刚度系数的确定。模拟得到了界面抗剪能力最优的参数;采用正交实验方法,设计了结合强度的验证实验,并进行了验证实验,将实验结果与模拟仿真分析结果进行了对比,结果表明:实验结果规律与模拟结果规律一致。通过ANSYS软件中的FLUENT模块,模拟了PI熔体在滚轮轴承外圈模腔内的充模过程,结果表明:PI熔体在膜腔内呈渐进式向模腔内部流动,流动形式基本符合层流流动。同时结合热模压实验结果,最终确定了滚轮轴承外圈PI自润滑层热模压成型的工艺参数。

关键词：有限元分析结合性能充模热模压成型参数

铜/铝复合带冷轧协调变形与横向结合性能研究

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铜/铝复合带冷轧协调变形与横向结合性能研究

作者：刘昭燕山大学

学位级别：硕士

铜/铝复合带不仅具有铜的高导电性、良好导热性,还有铝的质轻、价廉的优点,在传热、导电等领域极具经济价值。铜/铝复合带冷轧时协调变形,影响着复合带的结合性能和厚度比,对铜/铝复合带厚度比及横向结合性能的研究,有助于实际的生产应... 详细信息

铜/铝复合带不仅具有铜的高导电性、良好导热性,还有铝的质轻、价廉的优点,在传热、导电等领域极具经济价值。铜/铝复合带冷轧时协调变形,影响着复合带的结合性能和厚度比,对铜/铝复合带厚度比及横向结合性能的研究,有助于实际的生产应用。本文以铜/铝复合带冷轧过程为研究对象,以轧制实验为基础,建立有限元模型,以此来研究铜/铝复合带冷轧协调变形机理及结合界面的横向结合性能。具体研究内容如下:首先,进行铜/铝冷轧复合实验,依据实验数据建立有限元模型。使用轧制后不同压下率的铜、铝材料的单向拉伸实验数据,建立大应变下金属本构模型;使用不同压下率下的轧制力数据,计算轧辊的摩擦系数。建立有限元模型后,不同压下率的铜带、铝带及铜/铝复合带轧制力仿真结果与实验数据基本吻合,误差控制在10%以内,基本满足工程计算的要求。其次,对铜/铝冷轧复合的协调变形机理进行分析。先对铜/铝协调性变形进行受力分析,接着分析不同轧制工艺条件对铜铝厚度比的影响,并将实验厚度比数据与模拟结果进行对比。结果表明:复合带接触界面摩擦系数、轧辊摩擦系数、轧辊半径的增大将使协调变形增加,厚度比减小,而压下率增大使协调变形减弱,厚度比增加;铜/铝具有不同的塑性属性虽然是造成不协调变形的原因,但复合带的受力及边界条件、铜/铝带间的相互作用对轧制变形起主要作用,使得塑性差异较大的两种金属变形量相差很少。最后,对铜/铝复合带的横向结合性能进行分析。分析在不同板宽和压下率条件下,轧制变形区铜/铝接触界面横向的压应力场、等效应变场、速度场及各场叠加的分布规律及对结合性能的影响。结果表明:在压下率0.5下,铜/铝复合带宽度小于40mm时,从板宽中心到板边的结合性能逐渐减小,当板宽大于60mm时,从板宽中心到板边的结合性能缓慢升高之后迅速下降,其中距离板边5～10mm区域内结合性能较差;冷轧宽度为60mm的铜/铝复合带时,随着压下率增加,横向结合性能整体得到提升,从板宽中心到板边的结合性能仍为缓慢提高后迅速下降。

关键词：铜/铝复合带有限元模型协调变形厚度比结合性能

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柴油机铝合金缸体与铁基缸套结合性能研究

柴油机铝合金缸体与铁基缸套结合性能研究

作者：李迟华中科技大学

学位级别：硕士

随着汽车工业的迅猛发展,轻量化成为实现汽车高性能、低能耗、低排放的重要手段。发动机作为汽车中最重的部件之一,其轻量化对汽车性能提升有重要意义。柴油发动机具有功率大、经济性好、热效率高等优点,但由于工作环境恶劣,对材料的机... 详细信息

随着汽车工业的迅猛发展,轻量化成为实现汽车高性能、低能耗、低排放的重要手段。发动机作为汽车中最重的部件之一,其轻量化对汽车性能提升有重要意义。柴油发动机具有功率大、经济性好、热效率高等优点,但由于工作环境恶劣,对材料的机械性能有很高的要求。为实现柴油机轻量化,常采用铝合金缸体内镶铸灰铸铁缸套方法。然而,目前该方法存在诸多问题,如有效散热接触面积小、接触面存在杂质、界面易产生缝隙等,严重影响缸体的使用性能及寿命。本文开展针对柴油机铝合金缸体与铁基缸套结合性能研究,具有较大的实际意义。针对柴油机铝合金缸体与铁基缸套结合特征,基于双金属复合的工艺特点,本文进行了缸套表面处理(浸表面改性剂和热浸铝)工艺研究,以改善铝/铁界面结合性能。主要研究工作及其结果概述如下:(1)采用模拟缸套进行复合铸造试验研究,通过浸表面改性剂的方法对模拟缸套外表面进行处理,研究不同表面改性剂对铝/铁界面结合性能的影响。研究结果表明:4%NaCl,6%KF,4%K2Zr F6,10%ZnCl2,10%X(X为自制溶液)五种单一表面改性剂中,10%X复合铸件界面性能最好,其界面基本无缝隙,界面剪切力达到59.31kN,为最佳单一表面改性剂;不同浓度X溶液对界面结合性能的影响差异明显,当浓度为10%时,其铸件界面的微观组织、缝隙率、结合力等指标均优于其他浓度;复合表面改性剂对铝/铁界面作用复杂,其中,10%X+4%K2Zr F6和7%K2ZrF6+3%NaCl铸件界面结合性能较差,而4%NaCl+6%KF铸件,界面结合较紧密,缝隙率为5.08%,但微观界面出现少量缝隙,其界面性能改善效果不及10%X。(2)采用模拟缸套进行复合铸造试验研究,通过热浸铝的方法对模拟缸套外表面进行处理,研究了热浸铝工艺对铝/铁界面结合性能的影响。研究结果表明:未+浸铝铸件在铝/铁交界处存在缝隙,未产生冶金结合,其界面结合情况较未处理铸件有所改善,界面结合力提高了21.23%,达到60.30kN,缝隙率降至10.99%;改性剂+浸铝铸件界面组织及性能均优于未+浸铝铸件,其界面结合力达到68.65kN,缝隙率仅2.93%,界面结合紧密,其铸件存在Fe-Al、Al-Al两种界面,Fe-Al界面处出现“锯齿状”过渡层,其厚度为15-35μm,产生了冶金结合。(3)综合分析模拟缸套试验阶段结果表明,相比于10%X试验组,改性剂+浸铝铸件的界面结合强度提高了15.75%,缝隙率为2.93%;但改性剂+浸铝铸件的Al-Al界面极易产生缝隙,不利于铝铁界面结合性能,会降低缸体的使用寿命。改性剂+浸铝铸件的综合界面性能不如10%X,应将浸10%X溶液作为原缸套验证试验的最佳表面处理方案。(4)采用柴油机原缸套进行复合铸造试验研究,利用模拟缸套试验阶段确定的最佳表面处理方案,即浸10%X溶液的方法,对柴油机原缸套进行表面改性,并进行铝合金浇注试验,验证表面处理方案的可行性。研究结果表明:浸表面改性剂处理后,原缸套表面形成了一层致密的保护膜,有效的防止了基体表面的氧化;浸表面改性剂铸件界面结合紧密,未出现肉眼可见的缝隙,界面结合性能良好,符合工厂生产实践要求。

关键词：镶铸法铝/铁双金属结合性能表面改性热浸铝