表面活性剂对Ni-W-P化学镀层沉积行为及性能的影响

Ni-W-P化学镀层因具有良好的耐蚀、耐磨性能而成为重要的“代铬”镀层。表面活性剂可以增强镀液对基体润湿能力,加快界面处H2逸出速率,减少镀层针孔数量或氢缺陷,从而提高镀层质量。本论文探究了十二烷基磺酸钠(SDS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)以及聚乙二醇-200(PEG-200)三种典型表面活性剂对Ni-W-P镀层沉积行为及性能的影响。借助扫描电子显微镜、X射线衍射以及电化学方法对Ni-W-P镀层的表面微观形貌、物相、气孔率和耐蚀性能进行了表征,并通过接触角、沉积电位阐述了表面活性剂在化学镀Ni-W-P过程中的作用机理。研究结果表明,表面活性剂可改善镀层表面质量以及颗粒尺寸均匀性,并显著降低镀层内部针孔数量,优先顺序为PEG-200>SDS>CTAB。XRD衍射结果显示,表面活性剂可提高镀层内合金元素W和P含量,有利于形成耐蚀性能良好的Ni-W-P非晶镀层。此外,三种表面活性剂均能改善镀液对基体的润湿能力,其中PEG-200对基体的润湿角最小(65°),说明PEG-200对于提高界面处H2逸出速度,降低化学镀过程中电位波动效果更为明显。论文研究结果可以为制备内部缺陷较少、耐蚀性能优良的Ni-W-P化学镀层提供一定的理论基础。

丁二酸及钨酸钠对化学镀Ni-W-P镀层沉积速度的影响

采用配方不同的化学镀液,在低碳钢基材上制备出不同的Ni-W-P三元合金镀层,对镀层沉积速度和表面形貌进行了表征。结果表明:镀液中成分的含量对镀速及镀层表面形貌都具有很大的影响,丁二酸具有十分明显的加速作用,而镀速随着钨酸钠含量的增大而减小,改变丁二酸和钨酸钠的含量可以改变镀层的表面形貌。

AZ91D镁合金Ni-W-P多层化学镀层的摩擦磨损及耐腐蚀性能

采用多层化学镀工艺在AZ91D镁合金表面成功制备了Ni-W-P多层化学镀层。通过XRD、SEM、摩擦磨损实验以及电化学分析测试等方法,对比研究了普通单层化学镀试样与多层化学镀试样的显微结构、摩擦磨损性能以及耐腐蚀性能。结果表明:多层化学镀层的摩擦因数、维氏硬度及磨损速率与单层化学镀层大体相当,分别为0.33、933 HV和1.46 mg/Km,保留了单层化学镀层优异的耐磨损性能。此外,多层化学镀层的孔隙率较单层化学镀层降低了2个数量级,涂层更为致密。与普通单层化学镀层相比,多层化学镀层的耐蚀性能显著提高,其腐蚀电位和击破电位分别提高了168和209 mV,钝化电流密度由4.212μA·cm−2降低至1.306μA·cm−2。因此,多层化学镀层有望成为AZ91D镁合金更有前景的耐磨耐蚀防护涂层。

化学沉积Ni-P-SiC镀层

本文研究了化学沉积Ni-P-SiC复合镀层的工艺与性能.结果表明,SiC粒子的复合,显著地增加了Ni-P合金镀层的硬度和耐磨损性能.

化学沉积Ni-P及Ni-Cu-P合金镀层晶化行为的比较

利用 DSC和 XRD对化学沉积 Ni- P及 Ni- Cu- P合金镀层的晶化行为进行了比较研究。结果表明 :低磷 Ni- P镀层直接转变为稳定相 Ni3P,而低磷 (高铜 ) Ni- Cu- P镀层则经生成亚稳中间相 Ni5P2 后再向稳定相 Ni3P转变 ;高磷非晶态 Ni- 12 .1% P(质量分数 ,下同 )和 Ni- 17.96 % Cu- 9.2 9% P合金镀层均先形成亚稳中间相 Ni5P2 和 Ni1 2 P5后 ,再转变为稳定相 Ni3P。但 Ni- Cu- P合金镀层转变为亚稳相的温度比 Ni- P镀层的高。

在铝合金表面化学镀Ni-W-P的热稳定性及镀层研究

在1060-H12铝合金表面化学沉积得到Ni-W-P三元合金镀层,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试手段研究了镀层的组织、相变行为、镀速及其硬度。结果表明:当镀液的pH值在6～11范围内,镀速随pH值增加而增大,在pH值为9时镀速达到9.5μm/h,而后镀速减小;镀层已完全覆盖基体,表面由胞状颗粒组成,大小比较均匀,无明显的缺陷,镀层呈现非晶态;当pH值为8～9时,镀层与基体结合较为牢固,弯曲试验和锉刀试验显示无脱落和起皮现象;热处理温度为380℃,保温时间为2 h时,XRD曲线中有Ni3P衍射峰出现,镀层硬度HV达到峰值约为840,再随着热处理温度增加,其硬度下降。

化学沉积Ni-Mo-P和Ni-P镀层退火晶化组织及耐蚀性

目的研究化学沉积Ni-4.11%Mo-6.50%P和Ni-9.19%P合金镀层退火晶化转变特征,通过定量表征镀层的晶化程度、晶粒尺寸及结晶相的质量分数,建立显微组织与耐蚀性的关联。方法采用XRD衍射技术和Jade软件分析,定量表征镀层的晶化组织特征,由SEM/EDS测试确定镀层的成分及表面形貌,通过浸泡腐蚀实验及金相显微观察,对比两种镀层的耐蚀性。结果 Ni-Mo-P镀层在低于400℃退火时,只有Ni相结晶;在≥400℃退火时,发生Ni3P晶化反应,同时伴有Ni-Mo固溶体的形成,600℃时的晶化程度为88.13%。相比之下,Ni-P镀层中Ni3P相开始析出的温度降至300℃,600℃时的晶化程度达到91%。在相同温度进行热处理时,Ni-Mo-P镀层晶粒尺寸小于Ni-P镀层。在发生Ni3P晶化反应的温度下,两种镀层中Ni3P的晶粒尺寸总是大于Ni相。在0.5 mol/L的H2SO4中,对于Ni-Mo-P镀层,除300℃外,其他温度下的热处理均能显著改善其耐蚀性;而对于Ni-P镀层,镀态下具有最好的耐蚀性能。在10%的HCl溶液中,退火温度为600℃时,Ni-Mo-P镀层的耐点蚀性能更好;而Ni-P合金则相反,镀态及低温200℃退火后的耐点蚀性能最好。结论 Mo的共沉积提高了Ni-Mo-P镀层Ni3P的析出温度,降低了镀层的晶化程度及晶粒尺寸;与Ni-P镀层相比,高温退火的Ni-Mo-P镀层表现出了优异的耐点蚀性能,但耐硫酸均匀腐蚀的性能较差。

热处理对化学沉积Ni-Zn-P-TiO_2复合镀层的影响

采用化学沉积方法获得Ni-Zn-P-TiO2复合镀层。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱分析等手段对复合镀层进行表征,研究了不同热处理状态下复合镀层的显微硬度、耐蚀性及耐冲蚀特性。结果表明,复合镀层由锐钛矿的纳米TiO2颗粒和过饱和的镍固溶体所构成。对经过不同热处理温度后复合镀层的分析表明,300℃以下热处理时,复合镀层衍射图无明显变化;加热至400℃时,有Ni3P析出;加热至500℃时,有Ni5Zn12析出。经400℃×1 h热处理,复合镀层具有最大的硬度值。复合镀层经300℃×1 h热处理后质量损失最低,有最好的耐蚀性能。在介质流速为36 ml/s、冲击角度为45°条件下,经过300℃×1 h热处理后的复合镀层质量损失最低。

纳米二氧化硅对镍电沉积影响及在复合镀层中的化学键合状态

用线性扫描伏安法和电位阶跃法研究了n SiO2 /Ni复合电刷镀体系的电化学响应 ,探讨了纳米颗粒的影响 ;用X射线光电子谱研究了复合镀层中n SiO2 颗粒表面与基质金属间的相互作用 .结果表明纳米颗粒使金属沉积过电位显著降低 ,电流效率、金属成核率及晶体生长速度增加 ,纳米颗粒对金属镍电结晶有明显的催化效应 ;n SiO2 表面氧的不饱和化学键与表面扩散过程中吸附态金属Ni原子键合形成Ni—O键 。

化学沉积非晶态镍磷合金镀层的表面强化工艺研究

叙述了适用于20钢零件化学沉积非晶态镍磷合金镀层的原理、镀液成分及时效工艺的优选。研究了非晶态镍磷合金层的组织结构、时效过程中脱溶分解的规律和镀层的硬度变化与耐磨性。根据组织和性能的特征,提出了化学沉积镍磷合金镀层表面强化的新工艺。

(Ni-W-P)-SiC复合镀层的脉冲电沉积及其耐蚀性

研究了(Ni-W-P)-SiC复合镀层的脉冲电沉积工艺及耐蚀性。结果表明:(Ni-W-P)-SiC复合镀层的脉冲电沉积速率比直流电沉积大,脉冲镀层的耐蚀性优于直流镀层和1Cr18Ni9Ti不锈钢;脉冲频率和占空比对镀层的沉积速率、镀层成分以及镀层的耐蚀性都有较大的影响。

pH值对42CrMo钢Ni-W-P化学镀液稳定性及镀层性能的影响

在42CrMo钢基体上制备了Ni-W-P化学镀层,研究了pH值对镀液稳定性和镀层沉积速度的影响,并对镀层进行了扫描电镜(SEM)观察、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)分析及显微硬度、耐磨性和耐蚀性测试。结果表明,当镀液pH值为8.0时,镀液稳定性最好,镀层沉积速度较快。镀层由Ni、Ni5P2、NiW2P3和NiW组成,具有非晶态结构,表面均匀且致密。随着镀液pH值升高,镀层硬度、耐磨性和耐蚀性均呈先升高后降低的趋势。

电沉积Ni-W-P基纳米微粒复合镀层的组织与结构研究

电沉积Ni-W-P基纳米微粒复合镀层的表面形貌和相结构分析表明:镀液pH的增大,镀层表面粗糙,但镀层较厚,稀土的加入能有效细化晶粒。(Ni-W-P)-SiO2、(Ni-W-P)-CeO2纳米微粒复合镀层在镀态时是非晶态结构,而(Ni-W-P)-CeO2-SiO2纳米微粒复合镀层在镀态时是混晶结构。热处理后的(Ni-W-P)-CeO2-SiO2复合镀层是晶态结构。Ni3P相的衍射峰加强,这说明随着热处理温度的升高,镀层的非晶态形态逐渐减弱,镀层逐渐向晶态转变。

热处理工艺对化学沉积Ni－P－SiC复合镀层耐磨性的影响

从材料组织和性能两方面深入探讨了热处理工艺对化学沉积Ｎｉ－Ｐ－ＳｉＣ复合镀层耐磨性的影响及镀层磨损机理。实验结果表明：沉积后的Ｎｉ－Ｐ－ＳｉＣ复合镀层再经恰当的加热处理，可以获得最佳耐磨性。４００℃处理１ｈ，镀层硬度最高，但由于脆性大．易于剥落，耐磨性并非最好。继续提高加热温度，镀层韧性增加，耐磨性提高。最佳热处理工艺为６００℃，１ｈ。

钨对化学镀Ni-W-P合金镀层结构及性能的影响

通过不同的化学镀工艺配方,获得了4种不同钨含量的化学镀Ni W P三元合金镀层。研究了钨含量对镀层结构、硬度及在5%H2SO4溶液中耐蚀性的影响规律。研究发现,化学镀Ni W P三元合金镀层的结构受镀层中钨含量的影响较大,非晶态Ni W P三元合金镀层所需磷含量较非晶态Ni P二元镀层所需磷含量要低,并且钨含量越高,所需磷含量越少;镀层硬度随镀层结构从非晶态→混晶态→纳米晶态转变而增加;镀层的耐蚀性随镀层中钨含量增加而变好,且非晶态镀层较混晶态和纳米晶态镀层更易形成钝化区。

45钢杆件化学镀Ni-Co-P及Ni-W-P镀层的性能比较

本文在45钢杆件表面采用化学镀方法制备了Ni-P、Ni-Co-P以及Ni-W-P三种合金镀层,比较并分析了三种镀层的物相结构、结合力、表面形貌、成分、硬度、耐磨性能和耐蚀性能,以期明确Ni-Co-P镀层、Ni-W-P镀层的适用场合,从而使杆件的耐磨性能或耐蚀性能得到更大程度的提高。结果表明,三种镀层都具有非晶态结构,与基体的结合力较好,表面粗糙度相差不大。三种镀层的硬度分别是45钢硬度的2.9倍、3倍、3.2倍,磨损量和腐蚀失重较45钢也都明显降低,都可以用作45钢的表面保护层。相比之下,Ni-Co-P镀层更适用于提高杆件的耐蚀性能,Ni-W-P镀层更适用于提高杆件的耐磨性能。

化学镀钴-镍-磷合金镀层沉积速度的探讨

化学镀钴 -镍 -磷合金镀层具有良好的磁学性能 ,正日益受到人们的青睐。由于沉积速度往往对镀层性能产生很大影响 ,在此重点研究了影响化学镀钴 -镍 -磷合金镀层沉积速度的各因素。结果表明 :提高镀液中金属离子总浓度及镍盐所占的比例 ,在pH为 8～ 10范围内加入适量的稳定剂及采用活性强的基材有利于化学镀钴 -镍 -磷合金镀层沉积速度的提高。

钢铁基体化学镀Ni-W-P合金镀层的研究

在化学镀液基本成分不变的情况下,考察了硫脲的质量浓度、乳酸的质量浓度、温度、pH值对沉积速率和化学镀Ni-W-P合金镀层中W的质量分数的影响。确定了最佳的工艺条件为:硫脲5×10^-5 g/L,乳酸16 g/L,温度90℃,pH值8.8。最佳工艺条件下所得化学镀Ni-W-P合金镀层中Ni、W、P三种元素的质量分数分别为86.38%、4.08%、9.54%。最佳工艺条件下所得化学镀Ni-W-P合金镀层能提高钢铁基体的显微硬度及其在中性盐溶液中的耐蚀性。

铸铁表面化学沉积Ni-P镀层和Ni-P-SiC复合镀层的耐磨性研究

作者利用化学沉积法在低合金铸铁表面分别制取了Ni-P镀层和Ni-P-SiC复合镀层,并就两者的耐磨性与铸铁、磷化处理表面及Cr镀层的进行了对比试验研究。结果表明,Ni-P镀层的耐磨性比铸铁及磷化处理的好,但比Cr镀层和Ni-P-SiC复合镀层的差,并以后者的为最佳。

脉冲电沉积Ni-W-P系多元复合镀层性能研究

主要研究了Ni-W -P -SiC ,RE -Ni-W -P -SiC ,RE -Ni-W -P -SiC -MoS2 ,RE -Ni-W -P -SiC -PTFE直流及脉冲复合镀层的硬度、磨损率、相结构及形貌 .结果表明 :脉冲镀层的硬度均高于直流镀层 ,但RE -Ni-W -P -SiC -PTFE复合镀层的硬度较低 .四种复合镀层的硬度随热处理温度的升高而增加 ,在 40 0℃时达到最大值 ,此后 ,热处理温度继续升高 ,复合镀层硬度反而下降 ;频率为 5 0Hz ,占空比为 0 .6和 0 .8时 ,RE -Ni -W -P -SiC镀层的硬度最高 .占空比为 0 .8时的镀层 ,其硬度均高于占空比为 0 .6的镀层 ;Ni-W -P -SiC ,RE -Ni -W -P -SiC ,RE -Ni -W-P -SiC -PTFE脉冲镀层的磨损率明显低于直流镀层 ,且RE -Ni-W -P -SiC -MoS2 和RE -Ni-W -P -SiC -PTFE脉冲镀层的磨损率最小 ;Ni-W -P -SiC ,RE -Ni-W -P -SiC脉冲镀层镀态下为非晶态结构 ,RE -Ni-W -P -SiC -MoS2 脉冲镀层镀态下为混晶结构 ,而RE -Ni -W -P-SiC -PTFE脉冲复合镀镀态下为晶态结构 ;脉冲镀层的晶粒粒度要小于直流镀层 ,加入RE有细化晶粒的作用 ,各种微粒均匀分布在镀层中 。