镀镍碳纳米管添加剂作用下的负向电压对ZL109铝合金微弧氧化陶瓷层的制备及耐磨性能影响

目的 提高铸造铝合金关键零部件的可靠性和耐用性,推动微弧氧化表面处理技术的发展,探索新型微弧氧化磁性纳米粒子电解液添加剂作用下的电源电压对微弧氧化陶瓷层的影响。方法 采用单因素控制法,设置微弧氧化电源负向电压为100、110、120、130、140、150、160V,向电解液体系中引入0.8g/L镀镍碳纳米管添加剂,利用扫描电子显微镜、光学轮廓仪、X射线光电子能谱、X射线衍射及自制的往复式摩擦磨损试验机等,对制备得到的微弧氧化陶瓷层的微观形貌、厚度、表面粗糙度、致密性、孔隙率、孔径及耐磨性能进行分析,主要研究镀镍碳纳米管添加剂作用下的微弧氧化电源负向电压对ZL109铝合金微弧氧化陶瓷层的制备及耐磨性能的影响。结果 负向电压140 V制备得到的陶瓷层致密性好,表面粗糙度Ra为0.77μm,表面孔隙率为2.05%,平均孔径为0.594μm,且具备一定的厚度(11.5μm)和较好的耐磨性能(磨损量为0.13 mg)。结论 镀镍碳纳米管添加剂与电源正、负电压对微弧氧化反应过程存在着协同作用关系;负向电压对微弧氧化反应过程、陶瓷层的微观形貌、厚度、致密性、表面粗糙度等影响显著。

磁场取向镀镍碳纳米管/聚氨酯复合泡沫材料的制备及性能

在磁场作用下通过一步法原位聚合制备了磁场取向镀镍多壁碳纳米管/聚氨酯复合泡沫材料。通过透射电镜、扫描电镜等表征了泡沫材料的结构,并测试了材料的压缩性能和吸声性能。结果表明:镀镍碳纳米管可使聚氨酯泡沫材料的泡孔更均匀。在磁场作用下,镀镍碳纳米管取向能显著提高材料的压缩强度,当碳纳米管的质量分数为1.0%时,其压缩强度为纯PU泡沫材料的3倍。同时,取向镀镍碳纳米管/PU复合泡沫材料的吸声性能也得到了进一步提高。

镀镍碳纳米管对Ti(C、N)-Co金属陶瓷材料力学性能的影响分析

研究了镀镍碳纳米管对Ti(C、N)-Ni金属陶瓷材料显微结构和力学性能的影响。通过真空烧结方法制备出了Ti(C、N)-Ni金属陶瓷。其显微结构存在两种晶粒组织结构,一种是黑芯/灰环,另一种是白芯/灰环。且随着镀镍碳纳米管添加量的增加,显微结构呈现粗化的趋势。镀镍碳纳米管对金属陶瓷力学性能的影响是显著的。结果表明,抗弯强度和硬度随着碳纳米管添加量的增加呈现先增加后减小的趋势,抗弯强度和断裂韧性分别在添加量为1wt%和2.5wt%时达到最大值,而断裂韧性在镀镍碳纳米管添加量为0~2.5wt%范围内随镀镍碳纳米管添加量的增大而增大且在2.5wt%时达最大值。

电刷镀镍/炭纳米管复合纳米镀层的结构与耐磨性能

用含碳纳米管的快速镍电刷镀液制备了镍/碳纳米管复合纳米镀层。研究了镀液中碳纳米管含量对镀层平均晶粒尺寸、显微结构、力学性能及耐磨性能的影响。结果表明:镀液中碳纳米管含量对镍刷镀层的平均晶粒尺寸和微结构有显著的影响,当镀液中碳纳米管含量为4%(质量分数)时,镀层有约16nm的最小晶粒尺寸;镀层的硬度和耐磨性与镀层的平均晶粒尺寸有非常好的对应关系;碳纳米管的弥散强化作用导致镀层晶粒细化和结构致密化,从而有效地改善了镀层的力学性能和耐磨性能。

镀镍多壁碳纳米管对Sn-3.0Ag-0.5Cu无铅钎料焊点界面行为的影响

采用机械混合法制备了不同含量(0、0.05、0.1、0.2、0.5wt%)镀镍多壁碳纳米管(Ni-CNTs)复合Sn-3.0Ag-0.5Cu(SAC305)无铅钎料。采用F4N回流炉对SAC305-x(Ni-CNTs)钎料进行回流焊,利用电热鼓风干燥箱对焊点试样进行170℃时效(t=0、48 h)处理。结合DTA、SEM、EDS等分析手段研究了不同镀镍碳纳米管含量对Sn-3.0Ag-0.5Cu钎料润湿性、熔点和焊点界面金属间化合物(IMC)层的影响。结果表明:Ni-CNTs可以显著改善钎料的润湿性,降低钎料熔点;此外,Ni-CNTs可以有效抑制界面IMC层的生长,同时改变界面IMC组成。综合比较得出Ni-CNTs最佳添加量为0.05%,与Sn-3.0Ag-0.5Cu钎料相比,润湿角降低49.76%,熔点降低0.331℃;时效后界面IMC层厚度4.292μm(t=0 h)、5.238μm(t=48 h)相对于SAC305钎料界面IMC厚度6.529μm(t=0 h)、8.255μm(t=48 h)分别降低了34.26%(t=0 h)、36.55%(t=48 h),界面IMC层相组成转变为(Cu_(1-x)Ni_(x))_(3)Sn_(5)和(Cu_(1-x)Ni_(x))_(6)Sn。

航空用磁性胶粘剂的性能研究

首先对原始碳纳米管(CNTs)进行了纯化处理,再采用化学镀的方法制备了镀镍碳纳米管(Ni/CNTs),并采用溶液共混法制备镀镍碳纳米管/聚丙烯酸酯磁性压敏胶(Ni/CNTs/PSA)。扫描电镜(SEM)及X射线能谱仪(EDS)显示CNTs表面镀上了一层均匀紧凑的金属镍,镍层厚度约为50nm。SEM显示Ni/CNTs均匀地分散在聚丙烯酸酯(PSA)中。Ni/CNTs/PSA的饱和磁化强度(Ms)随着Ni/CNTs含量的增加而增大,Ni/CNTs/PSA的180°剥离强度随着Ni/CNTs含量的增加逐渐下降,剪切强度先上升后下降。当Ni/CNTs的含量为3.0%(体积分数)时,磁性压敏胶综合性能最佳。

磁场辅助热处理金属化碳纳米管场发射性能

利用化学镀方法对多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes,MWNTs)表面金属化镀镍(MWNTs/Ni),采用丝网印刷制备MWNTs/Ni场发射阴极,并在磁场辅助下热处理所得阴极,研究磁场辅助热处理对MWNTs/Ni阴极的场发射性能的影响,经300mT磁场辅助热处理的MWNTs/Ni的场发射阴极开启场强约为0.80V·μm^(-1),场增强因子β约为16068,对单根MWNTs/Ni在磁场中的受力情况进行建模分析,实验结果表明:磁场辅助热处理有助于提高MWNTs/Ni在阴极表面的直立分布,提高了MWNTs/Ni的场发射性能。

Ni-CNTs增强颗粒对Sn58Bi-0.1Er焊点组织与力学性能的影响

采用真空熔炼方法制备了不同Ni-CNTs含量的Sn58Bi-0.1Er钎料合金,研究不同Ni-CNTs含量对Sn58Bi-0.1Er复合钎料在Cu基板上的润湿性能的影响,并对不同Ni-CNTs含量下接头界面处金属间化合物的组织形貌及接头的剪切性能进行了分析.结果表明,当Ni-CNTs增强颗粒的添加为0.01%~0.05%(质量分数)时,复合钎料合金在铜板上的润湿性得到了提高,随着Ni-CNTs含量的进一步增加,复合钎料在铜板上的润湿性开始呈下降趋势;随着Ni-CNTs的加入,Sn58Bi/Cu界面金属间化合物由锯齿状的Cu_(6)Sn_(5)转变成薄层状的(Cu,Ni)_(6)Sn_(5),NiCNTs增强颗粒的加入可以有效减小界面金属间化合物层的厚度;Ni-CNTs增强颗粒的加入提高了Sn58Bi/Cu接头的剪切力,当Ni-CNTs的添加量为0.1%时,接头的剪切力最高为432.86 N,较Sn58Bi-0.1Er钎料接头的剪切力提升了两倍以上.Ni-CNTs增强颗粒的添加有效地改善了Sn58Bi-0.1Er接头的力学性能.