超導材料NiW合金基帶電化學拋光工藝研究.pdf

1、生命科學、材料科學、環(huán)境科學和航天技術的發(fā)展，對材料表面光整度的要求愈來愈高，這對表面光整技術提出了新的挑戰(zhàn)，同時也對該技術的應用提供了發(fā)展的機遇。電化學拋光技術己在金屬精加工、金屬樣品制備及需要控制表面質量與光潔度的方面獲得了極其廣泛的應用，顯示出機械拋光、化學拋光等傳統(tǒng)表面精加工技術無法媲美的一些優(yōu)點，如效率高、拋光質量好、不受工件形狀限制、無內(nèi)應力作用等。近年來，涂層導體成為超導材料的研究熱點，NiW合金基帶是為YBCO涂層導體開

2、發(fā)的高強度、低磁性的新型合金基帶，它是將來涂層導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NiW合金帶材，以此作為涂層導體(YBCO)的基帶，但是由于國內(nèi)軋制工藝水平的限制，軋制而成的基帶表面質量尤其是粗糙度無法滿足RABiTS工藝的要求而不能直接使用，必須經(jīng)過表面拋光降低基帶表面粗糙度。因此，開發(fā)新的電化學拋光技術，研究具有實用價值的電化學拋光液配方，是電化學拋光研究的重要課題。本論文主要研

3、究超導材料涂層導體(YBCO)NiW合金基帶表面的電化學拋光工藝，為其應用于實際生產(chǎn)開展基礎性研究。 本論文由緒論和研究報告兩部分組成。第一部分為緒論，介紹了電化學拋光的基本原理、拋光過程、基本理論、影響因素及其優(yōu)點和金屬表面粗糙度評價指標等內(nèi)容，綜述了電化學拋光技術的新進展，并簡要介紹了該論文的研究目的。 第二部分為研究報告，采用線性掃描伏安法測量了NiW合金在不同條件下的陽極極化曲線，并依據(jù)陽極極化曲線研究了NiW合

4、金在不同拋光條件下的陽極極化行為；通過初步實驗，選擇了影響NiW合金基帶電化學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行電化學拋光實驗，利用原子力顯微鏡對拋光結果進行表征，對超導(YBCO)涂層導體NiW合金基帶表面的電化學拋光工藝進行考察和優(yōu)化。經(jīng)過分析討論最終選定了超導材料NiW合金基帶表面電化學拋光工藝適宜條件。本文具體研究內(nèi)容如下： 用線性掃描伏安法測量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)陽極極行為的研究結果，對拋光液配方(磷酸、硫酸、乳酸、丁二酮肟)和拋光溫度進行了初步研究，得到了一些初步的實驗結果。在此基礎之上，設計了正交實驗L<,9>(3<'4>)，試驗了拋光液配方中酸和添加劑丁二酮肟以及和溫度對拋光結果的影響，利用原子力顯微鏡對拋光結果進行表征，優(yōu)化了電化學拋光的工藝條件。經(jīng)過對正交實驗結果分析，選定超導材

6、料NiW合金基帶表面電化學拋光工藝條件為：陰陽兩極間距離保持1cm，陽極與陰極面積比1：8，工作電壓為1.4V時，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一步研究超導材料NiW合金基帶表面電化學拋光工藝和開