铀表面脉冲电镀纳米镍镀层的组织结构研究

利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)技术对铀表面脉冲电镀镍镀层的组织结构进行了研究。结果表明:该镀层晶体结构为面心立方;具有高(200)面择优取向,其相对取向密度为3.44;晶粒大小约45.5nm;镀层细致、具有多晶特性,存在位错、层错、孪晶等缺陷;利用脉冲电镀在铀表面制备纳米镍镀层是可行的。

激光熔覆纳米镍镀层的组织和性能

采用自制的喷射电镀设备在低碳钢基体上制备了纳米晶镍镀层,并对镍镀层进行了激光熔覆处理;研究了平均脉冲电流密度对镀层微观组织的影响及激光熔覆处理对纳米镍镀层形貌、显微硬度和结合强度的影响。结果表明:随着脉冲电流的提高,纳米镍镀层的表面平整性得到提高;经过激光熔覆处理后镀层的致密度增大,显微硬度从597.5 HV提高到658.2 HV,结合强度从10.2 MPa提高到19.5 MPa。

喷射电沉积纳米晶镍镀层的制备与表征

采用直流喷射电沉积方法制备了纳米晶镍镀层,用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)研究了电流密度对镀层微观结构,如表面形貌、晶粒尺寸、织构等的影响.结果表明:随着沉积电流密度从11.65A/dm2增加到93.2A/dm2,镀层平均晶粒尺寸从13nm增大到了50nm左右;同时,镀层织构由(111)转变为强(200)织构.

用脉冲喷射电沉积法制备纳米晶镍镀层

采用脉冲喷射电沉积方法制备了纳米晶镍镀层,用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等方法研究了镀层的生长形貌和微观结构,并考察了脉冲电流密度对镀层微观结构如晶粒尺寸、织构等的影响。结果表明:镀层内表面(基体一侧)具有比外表面(镀液一侧)更为精细的晶粒结构,说明随着厚度的增加,镀层中的晶粒逐渐粗化。随着电流密度从45A/dm2增加到180A/dm2,镀层中晶粒生长的择优取向由(111)织构逐渐转变为强(220)织构。当电流密度从45A/dm2增加到120A/dm2时,镀层平均晶粒尺寸逐渐减小;而进一步增加电流密度到180A/dm2,镀层晶粒尺寸又会有轻微的增大。

电刷镀镍纳米镀层的结构和磨损性能

应用电刷镀技术,以快速镍镀液制备了镍纳米镀层;用X射线衍射仪和原子力显微镜分析了经不同温度下热处理后的镍刷镀层的结构和晶粒尺寸,并测定了刷镀层的显微硬度和耐磨性能.结果表明:镀层的晶粒大小随热处理温度的升高先降低而后增大,经300℃热处理后的镍纳米镀层的晶粒尺寸小于30nm;镍镀层在300℃左右热处理时表现出较明显的强化趋势,相应镀层的晶粒尺寸最小、硬度最大;而镀层的耐磨性随热处理温度的变化与镀层的硬度略有不同,经200℃热处理后的镍镀层的耐磨性能最好.

脉冲电流密度对纳米晶镍镀层结构及性能的影响

采用脉冲电沉积方法在黄铜基体上制备出致密、平整的纳米晶镍镀层。研究了脉冲电流密度对镀镍层的微观结构、硬度及耐蚀性的影响。结果表明:当脉冲电流密度为5A/dm^2时,镀镍层为(200)晶面择优;当脉冲电流密度增至10A/dm^2时,镀镍层变为(111)晶面择优;当脉冲电流密度继续增至20A/dm^2和30A/dm^2时,镀镍层变为(111)、(200)双向择优。随着脉冲电流密度的增大,镀镍层的晶粒尺寸略微减小,硬度逐渐增大,在3.5%的NaCl溶液中的耐蚀性下降。脉冲电流密度为5A/dm^2时所得镀镍层的耐蚀性最好。

镍基纳米复合镀层的研究现状

镍基纳米复合镀层中由于复合纳米颗粒的特性而被广泛应用。就国内外镍基纳米复合镀层的研究现状进行了分析,对镍基纳米复合镀层的沉积机理、镀层结构特点、影响纳米颗粒与镍金属电沉积的主要工艺因素、镀层性能及应用进行了阐述。当前具有更优良硬度、耐磨性、耐腐蚀性、减摩性、催化功能和抗高温氧化性的镍基纳米复合镀层是行业的研究热点。对镍基纳米复合镀层的研究还属于初步阶段,理论研究还需进一步深入。

镍基纳米复合镀层的研究进展

与普通的复合镀层相比,纳米复合镀层具有优良的硬度、耐磨减摩性能、耐腐蚀性能、耐高温氧化性能、电及电催化性能等。其中,镍基纳米复合镀层研究最早、应用最广泛。综述了纳米复合镀层的电沉积机理以及不同功能性镍基纳米复合镀层的研究进展,包括耐蚀防护装饰性复合镀层、耐磨减摩复合镀层、抗高温氧化复合镀层、自润滑复合镀层等,并对镍基纳米复合镀层的研究进行了展望。

糖精浓度和镀液温度对纳米晶镍钴合金电镀层组织结构和耐蚀性的影响

目前,有关工艺参数对脉冲电沉积纳米晶镍钴合金结构及性能的影响研究还不系统。采用双脉冲电沉积技术于不同的糖精浓度和镀液温度下在SUS201不锈钢表面制备了纳米晶镍钴合金镀层。运用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等方法研究了合金镀层的相结构﹑择优晶面取向和表面形貌,并用Scherrer公式计算了镀层的晶粒尺寸;通过中性盐雾腐蚀试验和极化曲线测试了镀层的耐蚀性。结果表明:镍钴合金镀层是具有面心立方结构(fcc)的纳米晶,主要的晶面取向为(111)和(200);提高镀液中的糖精浓度,镀层的平均晶粒尺寸减小,耐蚀性增强;升高镀液温度,镀层耐蚀性先增强后减弱,镀液温度30℃时镀层的耐蚀性较强。

镍基—纳米SiO_2复合镀层抗腐蚀性能的研究

制备了纳米氧化硅镍复合镀层材料,并利用静态浸泡法对纯镍镀层和由镀液中不同微粒含量制备的复合镀层样品的耐蚀性能进行了研究,讨论镀液中纳米微粒含量对镀层抗蚀性能的影响。并用扫描电镜观察镀层的表面形貌。

脉冲频率对纳米晶镍镀层结构及性能的影响

采用脉冲电沉积方法在黄铜基体上制备纳米晶镍镀层。研究了脉冲频率对镀镍层的微观结构、硬度及耐蚀性的影响。结果表明:直流电沉积制备的镀镍层表现为(111)晶面和(200)晶面的双择优取向,而脉冲电沉积制备的镀镍层仅在(111)晶面表现出择优取向;脉冲电沉积制备的镀镍层的硬度和耐蚀性均高于直流电沉积制备的镀镍层的;不同脉冲频率下制备的镀镍层的硬度没有显著差别,约为5 500 MPa;但不同脉冲频率下制备的镀镍层的耐蚀性存在差别,脉冲频率为0.1kHz时制备的镀镍层在3.5%的NaCl溶液中的耐蚀性最好。

交变磁场下脉冲电沉积镍-钴纳米合金镀层

在脉冲电沉积镍-钴纳米合金镀层的过程中引入与电场方向垂直的外加交变磁场。采用扫描电镜和X射线衍射仪观察并分析镀层的表面形貌和微观结构,并用显微硬度计测试镀层的显微硬度。结果表明:外加交变磁场的引入可使镀层晶粒细化,镀层表面平整、致密,镀层的显微硬度呈先增大后减小的趋势。

电刷镀镍/碳纳米管复合纳米镀层的结构与磨损性能

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,研究了热处理温度和镀液中碳纳米管含量对镀层平均晶粒尺寸、结构、力学性能及耐磨性能的影响。结果表明,镀层的晶粒大小随热处理温度的升高是先降低而后增大的;同样碳纳米管的加入对镍刷镀层的平均晶粒尺寸和微结构有显著的影响。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。热处理和碳纳米管的强化作用可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。

45钢表面激光熔覆镍基纳米WC/Co镀层显微组织研究

采用CO2激光在45钢表面镀覆镍基纳米WC/Co复合镀层。通过SEM、XRD、EDAX、AFM分别对此镀层的显微组织、成分、物相进行分析研究。结果表明:选择合适的激光组装工艺,可以在45钢表面获得基本消除了裂纹和孔洞并与基体呈冶金结合的镍基纳米WC/Co复合镀层。视激光镀覆工艺参数及预涂层之差异,镀层中碳化物相的形态和分布可分为4种。镀层在原子力显微镜下可见含相当数量的粒度≤100nm的纳米颗粒。

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。

电沉积参数对镍-纳米金刚石复合镀层性能的影响

目前有关纳米复合镀层电沉积的研究还不够深入、系统。以瓦特镀镍液为基础,在Q235A钢基体上制备镍-纳米金刚石复合镀层,研究了纳米金刚石浓度、搅拌速度对镍-纳米金刚石复合镀层性能的影响规律。在测试纳米金刚石复合镀液中镍的还原行为时发现,随着纳米金刚石浓度的升高,镍离子的极化程度呈现先升高后下降的趋势,镀液中纳米金刚石浓度为8.0 g/L时极化程度最大,同等条件下直流电沉积制备的复合镀层硬度、弹性模量分别为4.66 GPa和195.2 GPa,而双脉冲电沉积制备的镀层硬度和弹性模量分别达到5.23 GPa和197.4 GPa。

超亲水/超疏水镍-纳米三氧化钨复合镀层的制备及特性分析

硬度高、寿命长、适用范围广的金属基自清洁表面的制备是国内外研究的热点和难点。以镍为金属基体,纳米三氧化钨(WO_3)作为功能性材料,采用复合电沉积法在金属基底上制备出超亲水或超疏水可选择的镍-纳米三氧化钨自清洁镀层。使用SEM、S-neox三维光学轮廓仪、EDS、接触角测量仪等测量其表面形貌特征、力学性能、表面润湿性及光催化性能。结果表明:WO_3质量分数为17%时的镍-纳米三氧化钨复合镀层表面呈现典型的微纳米分级结构特征和超亲水润湿特性,并具有光催化降解甲基橙溶液能力;经氟化处理,复合镀层由超亲水转变为超疏水,接触角高达156.5°;经电化学刻蚀-氟化处理,复合镀层的疏水能力更强,光催化性更好;制备的复合镀层具备超亲水或超疏水特性,具有硬度高、与金属基体结合力大、光催化降解有机物等更加优异的自清洁性能。

占空比对纳米晶镍镀层结构及性能的影响

采用电沉积方法在黄铜基体上制备出纳米晶镍镀层,并研究了占空比对镀镍层微观结构、硬度及耐蚀性的影响。结果表明:低占空比下镀镍层的择优取向面为(111)晶面,高占空比下呈现出(111)和(200)的双择优取向;随着占空比的增大,镀镍层的晶粒尺寸逐渐增大;占空比为70%时所得镀镍层的硬度最高;占空比为20%时所得镀镍层在3.5%的NaCl溶液中的耐蚀性最好。

脉冲电沉积纳米晶镍镀层的织构与硬度

采用脉冲电沉积方法在304不锈钢表面制备出具有不同织构的纳米晶镍镀层。采用X射线衍射仪对镀镍层的结构进行了表征,并用超显微微米压痕仪测量了镀镍层的硬度。结果表明:随着电镀时间的延长,镀镍层的晶粒尺寸变化不大,约为(14±2)nm;择优晶面由(111)向(200)转变;硬度由6070 MPa降至3 750 MPa。织构的变化显著影响镀镍层的硬度,随着织构系数TC(111)的降低,镀镍层的硬度逐渐下降。

变色酸分光光度法测定镍基纳米复合镀层中TiO_2共析量

建立了分光光度测定镍基纳米复合镀层中TiO2共析量的方法。在甲酸-甲酸钠缓冲溶液介质中,Ti(Ⅳ)与变色酸瞬间反应生成紫红色络合物,络合物的最大吸收波长为480 nm,钛在0-7.0μg/mL范围内遵守比尔定律,表观摩尔吸光系数为1.44×104L.mol-1.cm-1,100倍量的镍对测定没有干扰,在掩蔽剂抗坏血酸存在下可允许8 mg Fe3+和3 mg Cu2+存在。方法已用于镍基纳米复合镀层中TiO2共析量的测定,相对标准偏差为1.8%-3.9%,回收率在96.7%-104.3%之间。