авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 |

Влияние ультрамелкозернистой структуры на коррозионные свойства и высокоскоростное анодное растворение меди

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

КУТНЯКОВА Юлия Борисовна

ВЛИЯНИЕ УЛЬТРАМЕЛКОЗЕРНИСТОЙ СТРУКТУРЫ НА КОРРОЗИОННЫЕ СВОЙСТВА И ВЫСОКОСКОРОСТНОЕ АНОДНОЕ РАСТВОРЕНИЕ МЕДИ

Специальность 05.17.03. Технология электрохимических процессов и защита от коррозии

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Иваново 2009

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Уфимский государственный авиационный технический университет» на кафедре общей химии.

Научный руководитель – д.т.н, профессор Амирханова Наиля Анваровна

Официальные оппоненты – д.т.н., профессор Саушкин Борис Петрович

д.х.н., профессор Базанов Михаил Иванович

Ведущее предприятие – ГОУ ВПО Казанский государственный

технологический университет

Защита состоится « 27 » апреля 2009 г. в 10 часов в аудитории Г-205 на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.063.02 при ГОУВПО «Ивановский государственный химико-технологический университет» по адресу: 153000, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУВПО ИГХТУ по адресу: 153000, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 10

Автореферат разослан «___»_________2009 г.

Ученый секретарь совета

д.т.н., ст.н.с. Гришина Е.П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы: В настоящее время большое внимание привлекают наноструктурные материалы. Эти материалы обладают уникальной структурой и свойствами, многие из которых имеют непосредственный практический интерес. Медь с ультрамелкозернистой (УМЗ) структурой, полученная методом равноканального углового прессования (РКУП), обладает повышенной прочностью, пластичностью, что делает ее перспективной для промышленного использования. Однако, электрохимическое и коррозионное поведение ультрамелкозернистой меди, полученной по различным маршрутам, не было исследовано.

В данной работе впервые изучены электрохимические и коррозионные свойства меди марки М1 с крупнозернистой структурой и ультрамелкозернистой структурой, полученной методом равноканального углового прессования по различным маршрутам: А1, А2, А4, А8, А12, B12, F12. Образцы меди, полученной по различным маршрутам, отличаются размером и ориентацией зерен, числом большеугловых границ и малоугловых границ, количеством дефектов структуры и количеством дислокаций.

Исследовалось влияние химического полирования на коррозионную стойкость ультрамелкозернистой меди, полученной по различным маршрутам и крупнозернистой меди.

При температурном воздействии происходит увеличение зерен в образце меди с ультрамелкозернистой структурой, появляются субзеренные фрагменты, поэтому для получения деталей из меди с ультрамелкозернистой структурой, предпочтительно использовать электрохимическую размерную обработку (ЭХРО). Для этого необходимо изучить закономерности высокоскоростного анодного растворения меди, деформированной по различным маршрутам, в сравнении с крупнозернистой медью.

Целью настоящей работы являлось установление закономерностей коррозионного поведения ультрамелкозернистой меди, полученной методом равноканального углового прессования по различным маршрутам, в сравнении с крупнозернистым аналогом, разработка метода повышения коррозионной устойчивости ультрамелкозернистой меди, полученной по различным маршрутам, и создание новой технологии электрохимической размерной обработки ультрамелкозернистой меди.

В соответствии с поставленной целью сформулированы следующие задачи исследования:

  1. Установить закономерности коррозионного поведения ультрамелкозернистой меди, полученной методом равноканального углового прессования по различным маршрутам, в сравнении с крупнозернистым аналогом.
  2. Выявить влияние химического полирования на коррозионное поведение ультрамелкозернистой меди в сравнении с крупнозернистым аналогом для повышения коррозионной стойкости меди.
  3. Установить закономерности высокоскоростного анодного растворения ультрамелкозернистой меди, полученной по различным маршрутам, в сравнении с крупнозернистым аналогом.
  4. Выявить влияние комплексообразователей и поверхностно-активных веществ (ПАВ) на высокоскоростное анодное растворение исследуемой ультрамелкозернистой меди.
  5. Изучить электрохимическую обрабатываемость ультрамелкозернистой меди, полученной по различным маршрутам, с целью разработки технологических режимов и составов электролитов, обеспечивающих высокие показатели процесса ЭХРО (производительность, точность, качество).

Научная новизна:

  1. Установлены закономерности коррозионного поведения ультрамелкозернистой меди, полученной методом равноканального углового прессования по различным маршрутам, в активирующих и пассивирующих электролитах. С увеличением числа проходов коррозионная активность в активирующих электролитах возрастает для меди, деформированной по маршрутам А1-А12. Установлено, что для меди, деформированной по различным маршрутам, но одинаковом числе проходов А12, B12, F12 значения скоростей коррозии соизмеримы.
  2. Выявлено влияние химического полирования на коррозионное поведение ультрамелкозернистой меди, полученной методом равноканального углового прессования по различным маршрутам, в сравнении с крупнозернистым аналогом. Для всех маршрутов равноканального углового прессования скорости коррозии снижаются в 1,5 раза после химического полирования.
  3. Впервые установлены закономерности высокоскоростного анодного растворения ультрамелкозернистой меди, полученной методом РКУП по различным маршрутам, в сравнении с крупнозернистым аналогом в активирующих и пассивирующих электролитах.
  4. Установлено влияние комплексообразователей и поверхностно-активных веществ на высокоскоростное анодное растворение меди. Выявлено, что специально подобранные комплексообразователи на ионы меди приводят к повышению производительности, а при введении в раствор специфических ПАВ, происходит улучшение качества поверхности. Показано, что при введении добавки бензотриазола происходит флотация шлама. На электролит для ЭХРО ультрамелкозернистой меди получен патент РФ № 2221677.
  5. Рентгеноспектральным методом определен фазовый состав поверхностных слоев меди после коррозии. Установлено, что на поверхности преимущественно образуется Сu2O.

Практическая значимость:

На основании результатов разработаны рекомендации по повышению коррозионной стойкости ультрамелкозернистой меди, полученной по различным маршрутам равноканального углового прессования, путем химического полирования.

Разработаны технологические рекомендации по электрохимической обработке (рабочие среды и режимы обработки) для меди с ультрамелкозернистой структурой и исходной структурой. На двухкомпонентный электролит с добавкой 0,1% хлорамина для ЭХРО меди с ультрамелкозернистой структурой получен патент РФ № 2221677.

Апробация работы и достоверность результатов. Результаты и положения исследовательской работы докладывались и обсуждались на следующих научно-практических, всероссийских и международных конференциях: Всероссийская НТК ”Материалы и технологии XXI века” (Пенза, 2001), Международная конференция «современная электротехнология в машиностроении» (Тула, 2002, 2003, 2007), Международная НТК «Электрохимические и электролитно-плазменные методы модификации металлических поверхностей» (Кострома, 2003, 2004), Материалы IV международного научно-практического семинара «Современные электрохимические технологии в машиностроении» (Иваново, 2003), Международная молодежная научная конференция «XII Туполевские чтения» (Казань, 2004), Всероссийская молодежная НТК «Проблемы современного машиностроения» (Уфа, 2004), I Всероссийская Школа-конференция «Молодая наука - новой России. Фундаментальные исследования в области химии и инновационная деятельность» (Иваново, 2005), 8 Международный Фрумкинский симпозиум «Кинетика электродных процессов» (Москва, 2005), III Международная конференция по наноматериалам, полученным методами пластической деформации. «Нано СПД III» (Фукуока, Япония, 2005), V Международный научно-практический семинар «Современные электрохимические технологии в машиностроении» (Иваново, 2005). Школа-семинар "Электрофизикохимические микро- и нанотехнологии" (Тула, 2007).

Достоверность результатов исследований. Результаты работы и ее выводы являются достоверными, научные положения аргументированы. Достоверность полученных результатов базируется на использовании современных физико-химических методов исследования и высокой воспроизводимости экспериментальных данных в пределах заданной точности. Исследования проводились на приборах, прошедших метрологическую аттестацию. Оценка погрешностей результатов проводилась с использованием методов математической статистики.

Личный вклад автора. Автором лично получены все экспериментальные данные, приведенные в данной работе, проведена их обработка и систематизация. Постановка задач исследования и обсуждение экспериментальных данных осуществлялись совместно с научным руководителем.

Публикации: основное содержание диссертационной работы было изложено в 23 работах, из них 6 статей, 1 патент, 16 тезисов докладов.

Структура диссертационной работы: Содержание диссертационной работы изложено в 4 главах на 134 страницах, и она содержит 90 рисунков, 8 таблиц и список из 105 цитированных источников.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности темы, сформулированы цель и задачи исследований, научная новизна и практическая значимость работы

Глава первая представляет аналитический обзор литературы, который посвящен получению ультрамелкозернистых материалов, коррозионному поведению меди, особенностям анодного растворения и ЭХРО меди. Показано, что в литературных источниках представлены работы по анодному растворению крупнозернистой меди, но данные, касающиеся анодного поведения УМЗ меди, полученной по различным маршрутам, практически отсутствуют. Кроме того, существующие режимы и составы электролитов, разработанные для ЭХРО меди не обеспечивают высоких показателей: производительности, точности и качества поверхности. Отсутствуют также данные по влиянию органических добавок на свойства электролитов и выходные параметры ЭХРО УМЗ меди.

Во второй главе представлены объекты исследования: УМЗ медь, полученная методом равноканального углового прессования по маршрутам А1, А2, А4, А8, А12, В12, F12 и крупнозернистая медь. Рассмотрены методики и оборудование, используемые при решении поставленных задач. Использовались приборы: потенциостат ПИ-50-1.1, потенциостат-гальваностат со встроенным АЦП PG12-100, вольтметр, установка, имитирующая процесс ЭХРО, электрохимический копировально-прошивочный станок СЭП-902. Предел допускаемой относительной погрешности регулирования тока ±0.2%.

На рис. 1 приведена схема РКУ прессования для получения ультрамелкозернистых образцов. Маршруты равноканального углового прессования: ориентация заготовки остается неизменной при каждом проходе (маршрут А); после каждого прохода заготовка поворачивается вокруг своей продольной оси на угол 90° (маршрут В); после каждого прохода заготовка поворачивается вокруг своей продольной оси на угол 180° и меняется направление прохода образца (маршрут F).

а б

Рис. 1. Схема равноканального углового прессования (а); варианты РКУ прессования: а) маршрут А; б) маршрут В; в) маршрут С (б).

В таблице 1 приведены характеристики образцов меди, полученной по различным маршрутам равноканального углового прессования.

Таблица 1.

Характеристики образцов меди, полученных по различным маршрутам равноканального углового прессования.

Маршрут Средняя величина зерна, нм Средняя плотность дислокаций, см-2 Форма зерен
А1-А4 250-600 нм (включения 50нм) (1-5) 1011 Зерна вытянуты в направлении сдвига, субзеренная структура
А8 250-300 нм (50-600 нм) (5-10)1014 Зерна вытянуты в направлении сдвига
А12 250-300 нм (50-600 нм) (5-10)1014 Зерна вытянуты в направлении сдвига
В12 50-250 нм (5-10)1014 Ультрамелкозернистая структура
F12 50-250 нм (5-10)1014 Ультрамелкозернистая структура
КЗ медь 120 мкм (1-5) 1011 Крупнозернистая структура


Pages:   || 2 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.