TC4钛合金表面铜-氧化石墨烯复合电镀层的组织结构和摩擦磨损性能

《TC4钛合金表面铜-氧化石墨烯复合电镀层的组织结构和摩擦磨损性能》是一篇研究金属材料表面改性的学术论文，旨在探讨通过电镀技术在TC4钛合金表面制备铜-氧化石墨烯复合镀层的可行性及其性能表现。该论文的研究成果对于提升钛合金在高温、高腐蚀环境下的应用性能具有重要意义。

TC4钛合金作为一种广泛应用的α+β型钛合金，因其良好的比强度、耐腐蚀性和生物相容性，在航空航天、医疗器械及海洋工程等领域中占据重要地位。然而，其表面硬度较低、耐磨性不足的问题限制了其进一步的应用。因此，如何通过表面改性技术提高其表面性能成为研究热点。

本论文采用电化学沉积方法，在TC4钛合金基体上制备了铜-氧化石墨烯复合镀层。实验过程中，首先对基体进行了预处理，包括机械打磨、化学清洗和超声波清洗，以确保基体表面清洁且具有良好的结合力。随后，将经过预处理的试样浸入含有铜盐和氧化石墨烯的电解液中进行电镀。通过调节电流密度、电镀时间以及氧化石墨烯的浓度等参数，优化了镀层的制备工艺。

在镀层的微观结构分析方面，论文采用了扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）等手段对镀层的形貌和晶体结构进行了表征。结果表明，铜-氧化石墨烯复合镀层具有均匀致密的表面形貌，且氧化石墨烯纳米片均匀分布在铜基体中。此外，XRD分析显示镀层主要由铜的面心立方结构组成，并未出现明显的氧化石墨烯晶体结构，这可能是由于氧化石墨烯在电镀过程中被还原或分散于铜基体中。

为了评估镀层的摩擦磨损性能，论文进行了滑动摩擦试验。试验中采用球盘式摩擦磨损测试机，测试了不同载荷条件下镀层的摩擦系数和磨损率。结果表明，与纯铜镀层相比，铜-氧化石墨烯复合镀层的摩擦系数显著降低，且磨损率明显减小。这说明氧化石墨烯的加入有效改善了镀层的润滑性能和耐磨性能。

此外，论文还通过显微硬度测试评估了镀层的力学性能。结果显示，铜-氧化石墨烯复合镀层的显微硬度高于纯铜镀层，这可能是因为氧化石墨烯的加入增强了镀层的致密性和结构稳定性。同时，镀层与基体之间的结合力也通过划痕试验进行了评估，结果表明镀层与基体之间具有良好的结合强度，能够满足实际应用中的要求。

综上所述，《TC4钛合金表面铜-氧化石墨烯复合电镀层的组织结构和摩擦磨损性能》这篇论文系统地研究了铜-氧化石墨烯复合镀层的制备工艺、微观结构以及摩擦磨损性能。研究成果不仅为钛合金表面改性提供了新的思路，也为高性能复合镀层的设计和应用提供了理论依据和技术支持。