化学复合镀Ni-P-石墨镀层的研究

用化学复合镀方法在45钢基体上镀覆Ni-P-石墨复合镀层,用扫描电镜(SEM)研究了镀层的表面形貌;研究了不同的施镀温度和不同剂量的活性剂对镀层结合力的影响,以及热处理对镀层结合力和显微硬度的影响,结果表明:当施镀温度约在75℃、活性剂的添加量在3g/L左右时,镀层结合力达到最佳;随热处理温度的提高,镀层结合力降低;约在200℃时,镀层硬度达到最高。

Cr含量对掺铬类石墨镀层摩擦学性能的影响

采用4靶非平衡磁控溅射离子镀技术,在高速钢和硅基体上制备出不同Cr含量的掺铬类石墨镀层,研究了类石墨镀层的显微硬度、摩擦系数和比磨损率,分析了Cr含量对镀层的表面、断面形貌及微观结构的影响。结果表明,随Cr含量的增加,类石墨镀层硬度逐渐降低;摩擦系数和比磨损率先降后升;镀层由非晶逐步变成有择优生长趋势的纳米晶与非晶混合多层结构。当Cr含量在2wt%~10wt%时,镀层表面光滑而结构致密,镀层C、Cr成分均匀分布,硬度为19.8~21.4GPa,最小的摩擦系数为0.045和最低比磨损率1.32×10-16m3/N.m,具有良好的减摩耐磨性能。

靶电流对磁控溅射类石墨镀层组织与性能的影响

利用非平衡磁控溅射技术在铝合金表面制备了类石墨镀层,分析了碳靶电流对镀层组织、硬度、结合强度以及摩擦系数的影响。结果表明:碳靶电流在1.2~1.8 A内,电流越小,镀层越致密。随着碳靶电流的增大,镀层硬度先增加后降低,并在1.5 A时达到最大值226 HV0.025。结合强度、摩擦系数随碳靶电流的增加而降低;碳靶电流为1.8 A时,摩擦系数达到最小值0.2。

石墨靶电流对类石墨镀层摩擦性能的影响

用非平衡磁控溅射离子镀技术制备含铬类石墨镀层,研究了石墨靶电流对磁控溅射法制备类石墨镀层摩擦性能的影响。通过扫描电镜、原子力显微镜、透射电镜等分析了镀层的表面形貌与组织。结果表明:所制备镀层的硬度随着石墨靶电流的升高而增加;镀层的摩擦系数和比磨损率随靶电流的增大呈现先降后升的趋势;扫描电镜和原子力显微镜图片分析表明镀层表面呈典型的岛团状聚集态,且随着石墨靶电流增大,镀层表面岛团状尺寸变大、镀层表面粗糙度随之增大。用高分辨透射电镜分析显示:靶电流较小时碳层中出现Cr元素富集区,随着石墨靶电流的增大,表面层中的Cr弥散分布。

铝合金表面磁控溅射类石墨镀层组织与性能研究

采用非平衡磁控溅射离子镀技术在铝合金表面沉积类石墨镀层。采用原子力显微镜对镀层的微观形貌进行观察,采用划痕附着力测试仪对镀层的膜基临界载荷进行测试,利用维氏显微硬度计和销-盘摩擦磨损试验机对镀层的显微硬度及摩擦系数进行了测试。研究结果表明,基体偏压在-60 V^-120 V范围内,类石墨镀层以岛状方式生长,且随偏压值增大,镀层晶粒和粗糙度减小;随基体偏压值增大,镀层膜基临界载荷逐渐增大,摩擦系数逐渐减小,当基体偏压值为-120 V时,镀层临界载荷为42 N,硬度最高为235 HV0.025,摩擦系数为0.19。磨损机制由粘着磨损和磨粒磨损为主转变为以磨粒磨损为主。

非平衡磁控溅射掺Cr类石墨镀层的结构分析

采用非平衡磁控溅射离子镀技术,通过调节Cr靶的溅射功率,在单晶硅基片上沉积制备了一系列不同Cr含量的类石墨(Cr-GLC)镀层样品。利用Raman光谱仪、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子电镜(TEM)、显微硬度计分析了Cr-GLC的微观结构和显微硬度。结果表明,利用非平衡磁控溅射得到的Cr-GLC镀层,随Cr含量的增高,硬度逐渐降低并趋于稳定。当Cr含量小于4%时,Cr只以单质非晶态分布于非晶GLC中,Cr的掺杂降低了内应力;当Cr含量超过4%后,还有CrC_X纳米晶存在于非晶态的GLC中;镀层由C、Cr和CrC_X纳米晶粒组成非晶结构。

基体偏压对磁控溅射类石墨镀层耐蚀性的影响

对铝合金表面非平衡磁控溅射沉积类石墨镀层,采用极化曲线测试和质量损失方法,分析了镀层的耐蚀性;利用扫描电子显微镜对镀层腐蚀前后的微观形貌进行了观察。结果表明,铝合金表面磁控溅射类石墨镀层由铬打底层和碳工作层组成。镀层组织细小,均匀致密,类石墨镀层可以提高铝合金的耐蚀性。随基体负偏压增大,铝合金试样的耐蚀性增加,当基体为-120 V偏压时,铝合金基体的自腐蚀电位由-0.452 V提高到-0.372 V,腐蚀电流由10.62 m A减小到3.67 m A。在Na Cl溶液中进行浸泡试验后,类石墨镀层仅发生了部分点蚀,可很好地保护铝合金基体。

真空退火温度对掺铬类石墨镀层微观组织结构的影响

采用闭合场非平衡磁控溅射离子镀设备于单晶硅基体上制备了掺铬类石墨镀层,并利用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对真空退火处理前、后掺铬类石墨镀层的物相和微观组织结构演变规律进行了详细分析。研究结果表明:当真空退火温度达到500℃以上时,在掺铬类石墨镀层的C/Cr工作层中会相继出现Cr3C2、Cr23C6甚至微晶石墨等晶体;在掺铬类石墨镀层的真空退火过程中,Cr3C2碳化物相较Cr23C6碳化物相更容易于Cr原子弥散掺杂的非晶石墨层中析出,且Cr3C2碳化物相倾向于在C/Cr工作层中Cr原子浓度大的区域析出;Cr3C2和Cr23C6等碳化物相的析出对Cr原子浓度的依赖性逐渐减弱。

磁控溅射类石墨镀层的微观组织观察与分析

利用非平衡磁控溅射系统制备了含微量Cr的类石墨镀层,使用四点探针法测量所制备镀层的电阻率,测试结果表明所制备镀层工作层为类石墨层。使用SEM观察了镀层形貌,使用TEM及HRTEM观察了镀层的微观组织并利用选区电子衍射分析了镀层相结构,观察和分析结果表明:镀层表面质量良好,镀层的纯Cr金属底层为柱状晶结构,过渡层的晶体结构为非晶相中嵌有Cr纳米晶结构;工作层为非晶结构。测定了镀层的硬度、结合力,以及在不同载荷下的摩擦因数和比磨损率,测试结果表明:所制备镀层具有高硬度、高结合力、低摩擦因数和低比磨损率,且高载下比低载下有更低的摩擦因数。分析和讨论的结果还表明:工作层的非晶结构,是使所研究镀层具有高硬度、高结合力、低摩擦因数、低磨损率低的主要原因。

碳靶电流对掺铬类石墨镀层结构和性能的影响研究

目的采用物理气相沉积磁控溅射方法,通过控制碳靶电流改变掺铬类石墨镀层的碳含量,在高速钢基体上制备不同厚度的掺铬类石墨镀层,以探究碳含量对掺铬类石墨镀层结构和性能的影响。方法采用压痕法和划痕法对镀层的膜基结合强度进行评价。采用维氏显微硬度计对镀层的硬度进行分析。采用ST-2258A四探针测试仪测量镀层的电导率。使用扫描电子显微镜对镀层的微观结构进行分析。使用摩擦磨损仪对镀层的摩擦学性能进行探究。结果随着碳靶电流的增加,掺铬类石墨镀层的截面柱状化现象越来越明显,表面团簇颗粒直径越来越大。碳靶电流为1 A时,镀层的截面形貌为细晶团簇结构;碳靶电流为3 A时,镀层截面产生柱状结构。镀层的复合硬度随着镀层碳靶电流的增加逐渐增大,在碳靶电流为3 A时,镀层的维氏硬度最大,为436HV。随着碳靶电流增加,镀层电导率逐渐上升。结论随着碳靶电流的增大,镀层致密度逐渐下降,镀层的电导率逐渐增加,镀层的摩擦系数逐渐减小,适当的碳靶电流能使类石墨镀层在功能化与力学性能上达到最佳效果。

磁控溅射类石墨镀层结构的Raman光谱和XPS分析

利用非平衡磁控溅射离子镀技术在单晶硅片上沉积了类石墨碳镀层，采用X射线衍射（XRD）、激光Raman光谱和X射线光电子能谱（XPS）等分析方法对镀层的微观结构进行了研究。结果表明：不同成份类石墨碳镀层的Raman光谱与宽化的多晶石墨Raman光谱相似，类石墨碳镀层是以sp。键结构为主，且舍有多种纳米团簇颗粒的非晶镀层，sp^3键含量在12～15％范围；根据高斯解谱计算，镀层中碳团簇线度为1．2nm以下，并随铬含量增高而减小；镀层主要由单质碳、铬及其铬氧化物组成，并随铬含量增高，逐步有碳铬化合物形成。

柴油机活塞裙石墨镀层工艺改进及检测方法验证

为解决调试过程中某型柴油机活塞裙批次性石墨镀层剥落问题,研究分析该柴油机活塞裙石墨镀层工艺,对所采取的新旧喷涂方法进行对比试验,同时研究检测石墨镀层牢固度的方法。结果表明:采用改进后石墨镀层喷涂工艺的活塞裙,表面石墨镀层均匀,在使用过程中无剥落、脱落现象;采用改进后的工艺经胶带法检测,对活塞裙原石墨层的结合强度影响较小,不会产生负面作用;采用胶带法检测对结合性能要求更严格,检测合格的活塞裙均能满足使用要求。从而完善该型柴油机活塞裙石墨镀层工艺,也为其余机型柴油机活塞裙镀层工艺改进提供参考。

GW93镁合金磁控溅射类石墨镀层的耐蚀性

通过对铸造GW93镁合金表面非平衡磁控溅射沉积的类石墨镀层的交流阻抗谱和塔菲尔曲线的电化学研究,定量分析了类石墨镀层的耐蚀性,并用失重法对电化学测试结果进行了进一步验证。利用扫描电镜(SEM)研究了类石墨镀层表面微观结构对其耐蚀性的影响。结果表明,非平衡磁控溅射类石墨镀层由Cr层,过渡层和C层组成,薄膜生长方式为岛状生长。类石墨镀层在本底真空度为8.8×10-3Pa时,可将GW93镁合金的电化学阻抗提高到5.0×1019Ω,自腐蚀电位提高到-0.940V,从而改善镁合金的耐蚀性。本底真空度是影响GW93镁合金磁控溅射镀类石墨镀层耐蚀性一个重要因素,真空度越大,其耐蚀性越好。

温度对电沉积纯银镀层和纯银/银石墨复合镀层磨损性能和行为的影响

本文中使用电沉积方法在铜基表面分别制备了纯银镀层和纯银/银石墨复合镀层,研究了不同温度下两种镀层的磨损性能和行为.研究表明:室温至120℃,纯银镀层磨损机理为轻微的黏着磨损,摩擦系数稳定在0.35~0.45左右,磨损率为3×10^(-14) m^3/(N·m)左右;240~480℃,镀层磨损机理为明显的黏着磨损,磨损率急剧增加,摩擦系数不稳定.纯银/银石墨复合镀层在室温至240℃的磨损机理为轻微的黏着磨损,平均摩擦系数在0.1左右,磨损率增加缓慢;当温度超过240℃时,由于抗高温石墨膜的破裂,出现了严重的塑性变形;480℃时,复合镀层磨损机理主要表现为明显的磨粒磨损,摩擦系数不稳定,磨损率达到46×10^(-14) m^3/(N·m),耐磨性优于纯银镀层.

电流密度对电沉积银石墨复合镀层耐蚀和耐磨性能的影响

使用电沉积方法在铜基表面制备了银石墨复合镀层,研究了沉积电流密度对银石墨复合镀层耐蚀和耐磨性能的影响。研究表明,镀层的石墨面积分数随着沉积电流密度的上升而增大;沉积电流密度对自腐蚀电位的影响不大,沉积电流密度的增加使得自腐蚀电流密度增大;在0.1~0.5A/dm^2范围内,随着电流密度的增加,复合镀层的平均摩擦系数减小,磨损率先减小后增大。当沉积电流密度为0.3A/dm^2、搅拌速度为420r/min时,复合镀层的磨损率最小,为8.13×10^(-14) m^(-3)/N·m。该条件下制备的触头触指分合10 000次后,在触头的面状低副摩擦中,其镀层厚度迁移量小于2μm;在触指的线状高副摩擦中,其镀层磨损量小于10μm。

银石墨复合镀层的摩擦磨损性能和导电能力

采用电镀方法分别在铜基体上制备了纯银镀层和银石墨复合镀层,并采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)确定了镀层的结构和成分。用MFT-R4000高速往复摩擦磨损试验机,考察不同镀层在润滑条件下的摩擦磨损性能;用MFT-R4000载流往复摩擦磨损试验机,考察了载流条件下复合镀层的摩擦磨损性能;用HLY-200A回路电阻测定仪测定镀层的导电性。用SEM和X射线能谱分析仪(EDX)观察和分析磨痕表面形貌及元素组成。结果表明,银石墨复合镀层不但提高了摩擦副的抗磨和减摩性能还提高了材料的导电能力,降低了接触电阻。

Ni-P-W-石墨复合镀层工艺及性能研究

研究了电流密度、电沉积时间、镀液中石墨含量、镀液中钨酸钠含量、阳极类型等因素对电沉积Ni P W 石墨复合镀层中石墨含量、镀速、外观的影响,确定了复合镀层的最佳工艺条件为:以Ni为阳极、电沉积时间为0.5h、镀液中石墨的含量是20g/L、镀液中钨酸钠的含量是10g/L、电流密度是2A/dm2。并对镀层的形貌、耐蚀性、抗氧化性进行了测定,结果表明:与Ni P W复合镀层相比,Ni P W 石墨复合镀层有良好的综合性能。

纳米石墨对无氰电刷镀银镀层性能的影响

通过在电刷镀银过程中添加纳米级(50~80nm)石墨颗粒,制备了石墨颗粒均匀分散的致密银-石墨复合镀层。采用现代分析测试技术研究了纳米石墨对无氰电刷镀银镀层性能的影响。结果表明,在无氰电刷镀银层中添加纳米石墨颗粒可以增加镀层的硬度、致密性和电沉积速度等性能,同时不会影响镀层的外观形貌、电沉积行为和晶体结构。但在溶液环境中,镀层耐蚀性略有降低,表现为随着镀层中石墨含量的增加,镀层耐蚀性先下降后提高。

化学镀Ni-P-石墨复合镀层的特性(英文)

与化学镀Ni-P镀层比较,化学镀Ni-P-石墨复合镀层的机械性能得到了改进,适合于工程方面的应用。Ni-P-石墨复合镀层是从含有硫酸镍、次磷酸镍、丁二酸、表面活性剂和稳定剂的镀液中制备的。当镀液中石墨含量为15g/L时,镀层中石墨的复合量最大。采用维氏硬度测试仪、泰伯磨耗实验机、交流阻抗和SEM等手段对复合了石墨颗粒的Ni-P化学镀层进行了测定,其硬度,耐磨、耐蚀性随镀层中石墨含量的增加而增强。

复合电沉积Cu-石墨复合镀层的研究

利用电沉积方法制备了铜-石墨复合材料,研究了表面活性剂丙酰胺和OP乳化剂;石墨微粒的粒度和含量、电流密度、搅拌强度等因素对石墨在复合材料中复合量的影响。实验结果表明,丙酰胺和OP乳化剂的合理配比有利于增加复合材料的石墨复合量且能够使石墨在复合材料中分布更为均匀。在Jκ为4A/dm2、n为500 r/min、石墨微粒d小于5μm、溶液中ρ(石墨微粒)30g/L、ρ(丙酰胺)为5mL/L、ρ(OP)为2mL/L,n(丙酰胺)∶n(OP)为1.5∶1.0的条件下制备的电沉积铜-石墨复合材料中石墨的分布均匀,复合量最大。