超導(dǎo)材料NiW合金基帶電化學(xué)拋光工藝研究.pdf

1、生命科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和航天技術(shù)的發(fā)展，對(duì)材料表面光整度的要求愈來(lái)愈高，這對(duì)表面光整技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)，同時(shí)也對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用提供了發(fā)展的機(jī)遇。電化學(xué)拋光技術(shù)己在金屬精加工、金屬樣品制備及需要控制表面質(zhì)量與光潔度的方面獲得了極其廣泛的應(yīng)用，顯示出機(jī)械拋光、化學(xué)拋光等傳統(tǒng)表面精加工技術(shù)無(wú)法媲美的一些優(yōu)點(diǎn)，如效率高、拋光質(zhì)量好、不受工件形狀限制、無(wú)內(nèi)應(yīng)力作用等。近年來(lái)，涂層導(dǎo)體成為超導(dǎo)材料的研究熱點(diǎn)，NiW合金基帶是為YBCO涂層導(dǎo)體開

2、發(fā)的高強(qiáng)度、低磁性的新型合金基帶，它是將來(lái)涂層導(dǎo)體基帶的首選材料之一。目前，除采用NiW合金鍍層方法外，多采用軋輥軋制方法制備立方織構(gòu)NiW合金帶材，以此作為涂層導(dǎo)體(YBCO)的基帶，但是由于國(guó)內(nèi)軋制工藝水平的限制，軋制而成的基帶表面質(zhì)量尤其是粗糙度無(wú)法滿足RABiTS工藝的要求而不能直接使用，必須經(jīng)過(guò)表面拋光降低基帶表面粗糙度。因此，開發(fā)新的電化學(xué)拋光技術(shù)，研究具有實(shí)用價(jià)值的電化學(xué)拋光液配方，是電化學(xué)拋光研究的重要課題。本論文主要研

3、究超導(dǎo)材料涂層導(dǎo)體(YBCO)NiW合金基帶表面的電化學(xué)拋光工藝，為其應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)開展基礎(chǔ)性研究。 本論文由緒論和研究報(bào)告兩部分組成。第一部分為緒論，介紹了電化學(xué)拋光的基本原理、拋光過(guò)程、基本理論、影響因素及其優(yōu)點(diǎn)和金屬表面粗糙度評(píng)價(jià)指標(biāo)等內(nèi)容，綜述了電化學(xué)拋光技術(shù)的新進(jìn)展，并簡(jiǎn)要介紹了該論文的研究目的。 第二部分為研究報(bào)告，采用線性掃描伏安法測(cè)量了NiW合金在不同條件下的陽(yáng)極極化曲線，并依據(jù)陽(yáng)極極化曲線研究了NiW合

4、金在不同拋光條件下的陽(yáng)極極化行為；通過(guò)初步實(shí)驗(yàn)，選擇了影響NiW合金基帶電化學(xué)拋光的因素及其水平；根據(jù)選定因素及其水平，按照正交L<,9>(3<'4>)正交表安排的方案進(jìn)行電化學(xué)拋光實(shí)驗(yàn)，利用原子力顯微鏡對(duì)拋光結(jié)果進(jìn)行表征，對(duì)超導(dǎo)(YBCO)涂層導(dǎo)體NiW合金基帶表面的電化學(xué)拋光工藝進(jìn)行考察和優(yōu)化。經(jīng)過(guò)分析討論最終選定了超導(dǎo)材料NiW合金基帶表面電化學(xué)拋光工藝適宜條件。本文具體研究?jī)?nèi)容如下： 用線性掃描伏安法測(cè)量NiW合金在不同

5、條件下的極化曲線，并依據(jù)極化曲線研究NiW合金在不同拋光液中的極化行為和不同溫度下的極化行為。 根據(jù)陽(yáng)極極行為的研究結(jié)果，對(duì)拋光液配方(磷酸、硫酸、乳酸、丁二酮肟)和拋光溫度進(jìn)行了初步研究，得到了一些初步的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在此基礎(chǔ)之上，設(shè)計(jì)了正交實(shí)驗(yàn)L<,9>(3<'4>)，試驗(yàn)了拋光液配方中酸和添加劑丁二酮肟以及和溫度對(duì)拋光結(jié)果的影響，利用原子力顯微鏡對(duì)拋光結(jié)果進(jìn)行表征，優(yōu)化了電化學(xué)拋光的工藝條件。經(jīng)過(guò)對(duì)正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，選定超導(dǎo)材

6、料NiW合金基帶表面電化學(xué)拋光工藝條件為：陰陽(yáng)兩極間距離保持1cm，陽(yáng)極與陰極面積比1：8，工作電壓為1.4V時(shí)，最佳拋光液配方是濃磷酸+濃硫酸+乳酸(V<,濃磷酸>：V<,濃硫酸>：V<,乳酸>為4：8：3，)+15％丁二酮肟，最適宜的拋光溫度為60℃。在此工藝條件下，可以將NiW合金基帶原始表面的粗糙度Rms由54.72nm降低到11.382nm，拋光效果良好。本論文的研究工作為進(jìn)一步研究超導(dǎo)材料NiW合金基帶表面電化學(xué)拋光工藝和開