答辩博士：江 伟
指导教师：田宗军教授
论文题目：磁场耦合射流电沉积镍基复合镀层生长机理与基础研究
答辩委员会
主席：康 敏 教授 南京农业大学
委员：谭业发 教授 陆军工程大学
徐 锋 教授 南京理工大学
云乃彰 教授 南京航空航天大学
朱永伟 教授 南京航空航天大学
田宗军 教授 南京航空航天大学
沈理达 教授 南京航空航天大学
秘书：陆俊华 副教授 南京航空航天大学
时间：2020年11月29日16:30
地点：南航明故宫校区A4#308
学位论文简介：
针对传统射流电沉积的尖端放电和纳米复合电沉积纳米粒子极易出现的团聚问题，本文提出磁场耦合射流电沉积方法，分别从磁场耦合射流电沉积仿真模拟和工艺试验两方面开展研究。研究发现，磁场耦合射流电沉积可以有效的优化传统射流电沉积的尖端放电效应，在纳米粒子复合共沉积过程中，可以提高电解液中纳米粒子分散性，改善复合镀层中纳米粒子分布均匀性，得到性能优越的镍基复合镀层。该技术有望应用在工程材料表面防护中，尤其是在工程材料的表面选择修复领域具有广阔的应用前景。
论文主要完成的工作及取得的成果如下：
（1）搭建磁场耦合射流电沉积加工系统。建立基于喷嘴结构的射流电沉积流场-电场耦合加工物理模型。
（2）探究磁场耦合射流电沉积中金属离子电沉积机理和纳米粒子复合电沉积机理。
（3）综合考虑流场-电场-磁场等多物理场的相互影响，建立磁场耦合射流电沉积加工物理模型。通过PIV试验对加工区域的电解液流动变化进行论证。
（4）开展磁场耦合射流电沉积镍基复合镀层工艺试验研究，分别研究了镍基碳化硅复合镀层和镍基聚合物复合镀层的抗磨耐蚀等特性。
（5）提出球磨包覆混合方法，将软质相纳米粒子PTFE和硬质相纳米粒子SiC球磨混合得到混合粒子PTFE/SiC，研究Ni-PTFE/SiC复合镀层的共沉积机理。
主要创新点如下：
（1）提出磁场耦合射流电沉积方法，搭建磁场耦合射流电沉积系统及PIV试验平台。基于三维喷嘴结构的流场-电场耦合的仿真分析射流电沉积沉积层生长均匀性。
（2）建立磁场耦合射流电沉积物理模型，利用仿真模拟方法分析磁流体力学对于加工区域的电解液流动和离子浓度分布的影响。并通过试验监测磁场耦合射流电沉积加工区域内的电解液流动变化。
（3）探究了磁场耦合射流电沉积过程中金属离子还原沉积和纳米复合镀层沉积生长机理，并通过工艺试验论证磁场耦合改善射流电沉积金属镀层均匀性生长，高效制备结合性和防腐蚀性强的Ni-SiC纳米复合镀层，解决了工程材料钕铁硼易腐蚀等问题。
（4）提出球磨包覆混合硬质相纳米粒子与软质相粒子来增强金属基-聚合物复合镀层的方法，利用磁场耦合射流电沉积成功制备出具有高强度和减摩耐磨特性的Ni-PTFE/SiC纳米复合镀层，有效解决了镍基聚合物复合材料结合性弱和耐磨性差等问题。
