Физико-химические закономерности создания ресурсосберегающих технологий анодной и химической обработки поверхности сплавов

Физико-химические закономерности создания ресурсосберегающих технологий анодной и химической обработки поверхности сплавов

Автор: Федорова, Елена Александровна

Шифр специальности: 02.00.04

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2004

Место защиты: Нижний Новгород

Количество страниц: 398 с. ил.

Артикул: 2637975

Автор: Федорова, Елена Александровна

Стоимость: 250 руб.

Физико-химические закономерности создания ресурсосберегающих технологий анодной и химической обработки поверхности сплавов  Физико-химические закономерности создания ресурсосберегающих технологий анодной и химической обработки поверхности сплавов 

Введение .
Глава 1. Обзор литературы и постановка задачи исследований
1.1. Существующие способы подготовки поверхности металлов и сплавов
1.2. Состояние поверхности исходных и анодно поляризованных сплавов .
1.2.1. Физикохимические характеристики исходной поверхности и влияние отдельных компонентов сплавов на качество их обработки
1.2.2. Состояние поверхности анодно поляризованных сплавов
в кислых средах при их обработке и эксплуатации
1.3. Представления о механизме электрохимического ЭХП и химического ХГ1 полирования и оксидирования ОКС
1.4. Поверхностноактивные вещества ПАВ и их роль в
процессах анодной обработки.
1.5.Существующие способы повышения малоотходности
процессов обработки поверхности сплавов.
Глава 2. Методика эксперимента
2.1. Приготовление и анализ электролитов ЭХП, ХП и ОКС
2.2. Проведение процессов XII, ЭХП, ОКС и контроль качества обработки поверхности деталей.
2.3. Анализ элементного и фазового состава поверхности сплавов
2.3.1. Метод рентгеноспектрального микроанализа.
2.3.2. Рентгеноструктурный анализ.
2.4. Методы исследования поверхностных явлений на исходных и
анодно окисленных сплавах.
2.4.1. Исследования межмолекулярного взаимодействия электролита
с исходной поверхностью сплава.
2.4.2. Поляризационные измерения
2.4.3. Определение поверхностной твердости поляризованных образцов .
2.4.4. Метод контактной разности потенциалов КРП
2.4.5. Определение адсорбционной псевдоемкости электродов.
2.4.6. Методика коррозионных испытаний
2.5. Методы исследования кинетики и механизма процессов ЭХП.
2.5.1. Исследование парциальных процессов на транспассивных анодах .
2.5.2. Методы хронопотенциомстрии, вращающегося дискового электрода ВДЭ, хроновольтамперометрии ХВА.
2.6. Методика регенерации отработанных электролитов полирования.
2.7. Статистическая обработка результатов измерений
2.8. Математическое планирование процессов ХП, ЭХП и ОКС.
Глава 3. Кинетические и адсорбционные закономерности на
1ранице раздела фаз твердое тело электролит в
процессах анодного растворения сплавов.
3.1. Влияние степени легирования сплавов на качество их обработки . .
3.2. Поверхностные явления на пассивных и транспассивных сплавах в электролитах ЭХП и ОКС.
3.3. Физикохимические критерии подбора модифицирующих добавок в электролиты ЭХП, ХП и ОКС
3.4. Механизм действия органических добавок на исходной и
анодно поляризованной поверхности сплавов
Глава 4. Закономерности массопереноса и особенности механизма процессов анодною растворения сплавов в присутствии модифицирующих добавок
4.1. Электрофизикохимические свойства оксидных пленок, формируемых на поверхности анодно поляризованных сплавов
4.2. Транспортные ограничения и особенности механизма процессов анодной обработки сплавов в присутствии модифицирующих добавок
Глава 5. Разработка ресурсосберегающих технологических процессов
обработки поверхности сплавов
5.1. Концепция создания ресурсосберегающих технологий ЭХП и ХП .
5.2. Модификация составов электролитов ЭХП, ХП и ОКС сплавов
и продление сроков их службы.
5.2.1 Изменение физикохимических свойств электролитов в
процессе их эксплуатации.
5.2.2. Высокопроизводительный фосфорнокислый раствор ЭХП сплавов .
5.2.3. Универсальный глицеринсодержащий электролит ЭХП сплавов .
5.2.4. Модификация электролитов ЭХП1 и ЭХПвдля обработки
хромистых сталей.
5.2.5. Анодная и химическая обработка поверхности титановых сплавов .
5.2.6. Модификация электролитов ХП и ОКС алюминиевых сплавов 9 Глава 6. Разработка методов регенерации отработанных электролитов и
утилизации ценных компонентов
6.1. Сорбционный метод извлечения ИТМ из растворов электролитов, концентрированных стоков и промывных вод.
6.2. Физикохимическая регенерация электролитов полирования и
травления сплавов
7. Основные выводы.
8. Список используемой литературы
9. Приложения
9.1. Разработка ресурсосберегающих технологий обработки поверхности стальных лопаток газотурбинных компрессоров
9.2. Технология подготовки поверхности титановых лопаток газотурбинных двигателей перед напылением нитрида титана.
9.3. Технология оксидирования при обработке изделий радиоизмерительной аппаратуры из алюминиевых сплавов.
9.4 Технологические схемы регенерации электролитов и очистки
сточных и промывных вод с рекуперацией ценных компонентов
9.5.Акты внедрения.
Основные условные обозначения
Символ Величина Размерность
тр Поверхностное натяжение раствора Нм
Н Работа образования поверхности с
Сп Дифференциальная адсорбционная псевдоемкость мкФсм2
Га Сорбционная способность адсорбата мольсм
ДО8 Энергия Гиббса растекания мДжм
X Работа выхода электрона эВ
и Анодная плотность тока Адм
Е Потенциал электрода В
ди Контактная разность потенциалов В
п Поляризация процесса в
ч Электрохимический эквивалент гА ч
0 Удельный расход электричества Ачл
р Удельные электрозатраты Ачдм
X Удельная электрическая проводимость Смм
ВТ Выход по току
Д ш Изменение массы вещества г
С1 Концентрация вещества мольл, гл
т, Температура к,с
X Продолжительность процесса С, мин
со Угловая скорость с
Яа Шероховатость поверхности мкм
Т Отражательная способность поверхности
Ч Относительное сглаживание поверхности
8 Уровень микродеформации поверхности
РЬ Рс Плотность дислокаций на границе и внутри субзерна см2
Производительность электролита м2м
ВВЕДЕНИЕ


В работах 8,9 показано, что в режиме микроплазменного анодирования на вентильных металлах А1, Т возможно получать анодные пленки сложного химического состава, например, в водном электролите на основе полифосфата и солей 2, Са2 Ва2, 2, 2, i2, 2 осуществлен синтез пленок, содержащих указанные катионы. В анодных пленках, полученных на сплавах алюминия и ниобия во фтортитанатном и фторцирконатном электролитах с помощью электронного рентгеноспектрального анализатора зарегистрирована аморфная фаза, связанная с образованием в ходе микроплазменного процесса в составе пленок стеклофаз типа 5, 3 или 5i, АОз ТЮ2, соответственно 9. Анализ элементного состава сформированных пленок показал наличие в них около мае. С помощью метода рентгеноэлектронной спектроскопии РЭС Акимовым А. Г. и Дагуровым В. Г. 0 исследован состав анодно образованных оксидных пленок на поверхности сплава ii и показано, что оксид существенно обеднен никелем, который находится в металлическом состоянии, что объяснено большим сродством титана к кислороду по сравнению с никелем. АОП состоит из слоя смеси ТЮ2 и АЮОН, расположенного над слоем ТЮ. Однако данные об изменении содержания в АОП другой легирующей примеси в сплаве ВТ6 ванадия, оказывающего значительное влияние на повышение гетерогенности структуры сплава, не приводятся. Экспериментальные исследования влияния легирующих примесей в составе титановых сплавов на результаты анодной обработки, предпринятые автором настоящей работы 9,, показали, что повышение содержания Мо и V, наблюдаемое в ряду ВТ6, ВТ8, ВТ , усиливает запирающий эффект полупроводниковых поверхностных АОП на сплавах, что затрудняет получение требуемых функциональных свойств поверхности перед напылением защитного слоя нитрида титана 2. Сплавы ВТ6 и ВТ8, имеющие только один элемент V или Мо в качестве донорной примеси и содержащие акцепторную примесь А1 в больших количествах, чем сплав ВТ, обрабатывались лучше в отличие от ВТ 3. Электрон нозондовый микроанализ элементного состава поверхностного слоя отполированных образцов из сплава ВТ показал, что после полировки содержание в нем А1 снижалось с 3,,5 мае. V не изменялось в пределах погрешности опыта, а доля Мо несколько повышалась и была большей по сравнению с другими титановыми сплавами. Таким образом, селективное вытравливание Тосновы и, частично, А1 при высокой доле донорных примесей должно приводить к формированию гетерогенного поверхностного слоя на сплаве ВТ и наибольшим затруднениям при его полировке 4. К М0О3 У2С5 в присутствии фторида калия в растворе. Процессы электрохимического полирования металлов и сплавов, протекающие на границе раздела металл электролит в области высоких анодных потенциалов, сопровождаются, как известно, рядом изменений состояния реакционной зоны значительным концентрационным насыщением прианодного слоя электролита, переходом поверхности анода в транспассивное состояние, образованием на ней оксидных и адсорбционных пленок и др. Все эти факторы могут сказаться в той или иной степени на эффекте электрополировки. С различиями оценки весомости вклада отдельных изменений состояния прианодной зоны в полирующий эффект и связано появление разнообразных гипотез о механизме процесса, которые можно условно разделить на две группы. К первой группе можно отнести те из них, которые учитывают только концентрационные изменения в приэлектродном слое раствора при анодном растворении металла. Так, согласно теории вязкой пленки Жаке 5, механизм процесса ЭХП объясняется наличием у поверхности металла вязкого слоя продуктов анодного растворения, толщина которого на микровпадинах поверхности должна быть больше, чем на микровыступах. При этом омическое сопротивление электролита на выступах оказывается наименьшим они интенсивно растворяются, что приводит к сглаживанию поверхности металла. Согласно диффузионной теории, которой придерживался Эльмор 6, более интенсивное растворение микровыступов поверхности связано с облегчением диффузионного и миграционного отвода от них продуктов анодного растворения по сравнению с микровпадинами поверхности.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.225, запросов: 121