Ni-P-Si_3N_4纳米粒子化学复合镀工艺优化及镀层性能表征

论述了化学复合镀的机理及用正交试验方法确定Ni-P-Si3N4纳米粒子化学复合镀工艺过程,并着重对镀层热处理后镀层的硬度进行了研究。测试表明:镀层硬度高,强度大,耐磨性好。

纳米TiN粒子在Ni-TiN复合镀层中的作用研究

通过对超声-电沉积Ni-TiN复合镀层的研究,探讨了纳米TiN粒子对Ni-TiN复合镀层的表面形貌、成分、硬度、耐磨性能以及耐腐蚀性能的影响。结果表明,含有纳米TiN粒子的Ni-TiN复合镀层,不仅具有细密的显微结构,而且表现出优良的性能,如较高的硬度以及良好的耐磨性能和耐腐蚀性能。Ni-TiN复合镀层的磨损量大约为纯镍镀层的1/5,其平均腐蚀速率为纯镍镀层的1/3左右,20钢的1/5。

电沉积工艺参数对Ni-TiN-CeO_2二元纳米复合镀层中粒子复合量的影响

采用超声-脉冲电沉积法制备了Ni-TiN-CeO2二元纳米复合镀层,研究了工艺参数对镀层中CeO2及TiN粒子复合量的影响,并对镀层的表面形貌及成分进行了测试和分析。结果表明,超声-脉冲电沉积Ni-TiN-CeO2纳米复合镀层的最佳工艺参数为阴极电流密度4A/dm2,TiN粒子添加量15g/L,CeO2粒子添加量40g/L,正向脉冲占空比20%,超声波功率180W。在该工艺条件下,可获得CeO2质量分数为3.3%、TiN质量分数为4.4%的Ni-TiN-CeO2二元纳米复合镀层。同时,TiN与CeO2二元纳米粒子的加入,充分发挥了两种纳米粒子复合的协同效应,优化了粒子与基质金属的共沉积方式,大大改善了镀层质量。

纳米ZrO_2粒子在镀液中的分散悬浮与单分散NiZrO_2纳米复合镀层的制备

表面能高的纳米颗粒在镀液中极易团聚 ,而使镀层失去纳米特性 ,为了解决这个问题 ,对纳米颗粒在镀液中的团聚与分散机理进行了论述。以高分子聚电解质为分散剂 ,在镀镍溶液中实现了ZrO2 纳米粒子的单分散 ,并在此纳米复合镀镍溶液中制备出单分散Ni ZrO2 纳米复合镀层。分析了分散剂用量与ZrO2 纳米粒子悬浮分散性间的相关性 ,对制备的纳米复合镀层的结构和性能进行了研究。结果表明 ,高分子聚电解质的用量对ZrO2 纳米粒子在镀液中的分散性能有较大的影响 ,其间存在一最佳值 (5g/L) ,同样它对镀层的硬度仍存在 5g/L这一最佳值。

工艺参数对Ni-SiC纳米镀层SiC粒子复合量的影响

采用超声波辅助电沉积方式,在45钢表面制备了Ni-SiC纳米复合镀层。根据阴极电流密度、PH值和搅拌速度对Ni-SiC纳米复合镀层SiC粒子复合量的影响,获取Ni-SiC纳米复合镀层最佳条件的工艺参数;并利用扫描电镜(SEM)、高分辨率透射电镜(HRTEM)研究工艺参数对Ni-SiC纳米复合镀层表面形貌和微观组织结构的影响。结果表明,获取Ni-SiC纳米复合镀层最佳工艺参数为阴极电流密度6A/dm^2,pH值=4,搅拌速度300r/min。由最佳工艺参数制得的Ni-SiC纳米复合镀层表面呈胞状,SiC粒子粒径尺寸较小,其平均粒径为21.5nm。

纳米金属陶瓷Ni-AlN复合层的超声-电沉积制备

采用超声-电沉积方法制备纳米金属陶瓷Ni—AlN复合层．研究了超声波机械扰动效用对电解液传质过程的作用，超声波空化效应对纳米粒子团聚的抑制作用，脉冲电参数对控制晶粒成核及生长的作用．采用优选工艺参数，在常用金属表面获得了由镍晶（20～60nm）和纳米粒子AlN构成的纳米级Ni—AlN复合镀层．镀层与基体结合比较牢固，结合力达到89N，厚度11～12μm，平均表面硬度达到HV606．

电沉积Ni-La_2O_3纳米复合镀层的摩擦磨损性能

用复合电沉积方法制备了Ni-La2O3纳米复合镀层,研究了La2O3纳米颗粒含量对纳米复合镀层摩擦磨损性能的影响,并用扫描电子显微镜分析了其磨损机理.结果表明,在干摩擦条件下,随着La2O3纳米颗粒含量的增加,纳米复合镀层的摩擦系数降低,耐磨性能提高;La2O3质量分数为3.1%的纳米复合镀层的摩擦系数最低,耐磨性能最佳;纯Ni镀层呈现严重的粘着磨损特征,而纳米复合镀层主要呈现轻微磨粒磨损特征.

纳米晶金刚石织构粒子增强银基电接触复合镀层的研究

采用具有纳米晶织构的金刚石微粒强化银基电接触复合镀层。研究了金刚石微粒的粒度和浓度对复合镀层外观、微观形貌、硬度、耐磨性、接触电阻及电磨损率的影响。结果表明 ,金刚石粒子的加入能有效提高银镀层的耐磨性和电接触使用寿命。与压机合成的单晶金刚石微粒相比 ,纳米晶金刚石粒子与银基体的结合力更强。

超声电沉积制备纳米金属陶瓷复合镀层工艺

基于超声电沉积复合作用,研究在金属表面获得纳米金属陶瓷复合镀层的基本工艺。通过试验研究了超声波对镀层中纳米陶瓷粒子的含量、分布以及基质金属晶粒的影响,一定条件下镀液中纳米粒子含量与镀层中纳米粒子含量的对应关系。通过超声和电沉积两种技术的有机结合,在常用金属表面获得由尺寸50n m以下的镍晶和纳米SiC粒子构成的纳米级金属陶瓷复合镀层。

Ni-P-纳米TiO_2复合镀层的耐蚀性研究

采用全浸泡腐蚀试验,系统研究了Ni P 纳米TiO2 复合镀层在HCl、H2 SO4、HNO3、NaOH和NaCl溶液中的耐腐蚀性能。结果表明,Ni P 纳米TiO2 复合镀层比Ni P化学镀层具有更优异的耐酸、耐碱、耐盐腐蚀的性能;复合镀层在盐和碱性腐蚀液中的耐蚀性优于酸性腐蚀液;Ni P 纳米TiO2 复合镀层在不同腐蚀液中的腐蚀形态明显不同,复合镀层在NaOH、NaCl和HCl溶液中的腐蚀形态为均匀腐蚀型,而在H2 SO4和HNO3强氧化性介质中的腐蚀形态则为点蚀穿透型;保持镀层在腐蚀液中的完整性对提高镀层的耐腐蚀性能至关重要。

化学镀Ni-P/纳米Al_2O_3复合镀层结构及性能研究

通过化学复合镀工艺制备了Ni-P/纳米Al2O3复合镀层。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对复合镀层的表面形貌及结构进行了测试,研究了纳米Al2O3添加剂、Al2O3复合量质量分数、热处理等工艺条件对Ni-P/纳米Al2O3复合镀层结构与性能的影响。结果表明,Ni-P/纳米Al2O3复合镀层的硬度和耐磨性高于Ni-P合金镀层,而且随着Al2O3复合量的增大镀层硬度和耐磨性增加。当纳米Al2O3复合量质量分数为10.1%时,Ni-P/纳米Al2O3复合镀层的硬度较Ni-P合金镀层增大28%,磨损失重减少20%以上。400℃热处理后,复合镀层结构由非晶态转变为晶态,镀层硬度由570HV增大到1185HV,耐磨性也进一步提高。

纳米SiC浓度对Ni/纳米MoS_2基复合镀层结构和耐磨性能的影响

采用双脉冲复合电镀技术,在瓦特型镀液中,制备含纳米SiC的Ni/MoS2基复合镀层。研究纳米SiC浓度对复合镀层微观形貌、组织结构、显微硬度和摩擦性能的影响。结果表明：镀液中添加纳米SiC后,Ni/MoS2复合镀层的微观形貌产生明显的变化,随镀液中SiC浓度的增加,复合镀层表面致密度提高;镀液中纳米SiC浓度在1.0~1.5g/L时,组织由Ni＋MoS2＋SiC组成;纳米SiC为1.5g/L时,显微硬度达到最大,为505HV,摩擦因数为0.28,分别为纯Ni/MoS2的1.6倍和1/2。复合镀层的磨损机制以磨料磨损为主。

不同方式电沉积纳米TiN/Ni复合镀层的组织和耐磨损性能

采用直流电沉积、脉冲电沉积和超声-脉冲电沉积三种方式在45钢表面制备了纳米TiN/Ni复合镀层,分析了复合镀层的组织、显微硬度以及镀层中TiN的含量,并对复合镀层的耐磨损性能进行了研究。结果表明:直流电沉积复合镀层的晶粒最粗大,超声-脉冲电沉积复合镀层的晶粒尺寸最细小;直流电沉积复合镀层、脉冲电沉积复合镀层和超声-脉冲电沉积复合镀层的显微硬度以及镀层中TiN的含量依次增大;超声-脉冲电沉积复合镀层具有最佳的耐磨损性能,其磨损量为直流电沉积复合镀层的46%,显微硬度为604.72HV,镀层中TiN的质量分数为2.27%。

电刷镀Ni-P/纳米WC复合镀层工艺及性能研究

为了改善电刷镀Ni-P镀层的硬度和耐磨性,通过在电刷镀Ni-P镀液中加入纳米WC微粒制备Ni-P/纳米WC复合镀层,研究了镀液中纳米WC含量与镀层中纳米WC含量的关系;测定了不同WC含量对镀层硬度和镀层结构的影响。考察了试样在1 mol/LH2SO4,1 mol/LHCl及3%NaCl介质中的耐蚀性。采用扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射(XRD)研究了Ni-P/纳米WC镀层的性能。结果表明,Ni-P/纳米WC电刷镀复合镀层耐蚀性能与原电刷镀Ni-P镀层相当,耐磨性优于电刷镀Ni-P镀层。镀液含25 g/L纳米WC时,电刷镀复合镀层的显微硬度为918 HV。

纳米SiO2／Ni基复合镀层的研究现状与展望

介绍了纳米复合镀的特点,阐述了纳米SiO2/N i和纳米SiO2/N i-P复合镀层的研究现状,主要就纳米SiO2对复合镀层性能的影响进行了说明,分析了复合镀层的表面形貌和能谱数据,举例说明了纳米SiO2复合镀层在实际中的应用,并对纳米复合镀层的发展前景进行了展望。

表面活性剂对电沉积Ni-纳米Si_3N_4复合镀层的影响

采用电沉积法,制备Ni 纳米Si3N4复合镀层。研究了2种表面活性剂对复合镀层的粒子含量及耐磨性的影响。利用扫描电镜(SEM)观察复合镀层的表面形貌。结果表明:表面活性剂对电沉积Ni 纳米Si3N4复合镀层有较大的影响;采用非离子表面活性剂与阳离子表面活性剂的复配组合制备的复合镀层优于单独使用一种表面活性剂制备的镀层。

Ni/ZrO_2纳米复合刷镀层的抗高温氧化性

采用电刷镀技术制备了Ni/ZrO2纳米复合镀层。利用扫描电子显微镜、X射线衍射等手段,研究了Ni/ZrO2纳米复合刷镀层的组织和抗高温氧化性能,并与快速镍镀层进行对比分析。结果表明,与快速镍镀层相比,Ni/ZrO2纳米复合镀层的表面形貌更为平整致密,晶粒尺寸明显减小;在800℃氧化后复合镀层晶粒依然较快速镍镀层细小、均匀,氧化增重速率明显低于快速镍镀层;X射线衍射分析表明,Ni/ZrO2复合镀层的氧化程度较轻,镀层中仍然存在大量的Ni相。

镀液温度对电化学制备Ni-SiC纳米复合镀层微观结构的影响

在不同镀液温度下直流电沉积制备Ni-SiC纳米复合镀层,利用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDX)对镀层的相组成、表面形貌、成分等进行表征,考察镀液温度对镀层的微观形貌、晶体生长和镀层中SiC含量等影响。结果表明:随着温度升高,Ni-SiC晶粒从无序取向渐变为(220)择优取向,到70℃时(220)面的晶面织构系数达到最大值;镀层中纳米SiC含量随着温度的升高先增大后减少,在60℃时达到最大值;纳米SiC微粒的加入可抑制镍晶的晶粒生长,从而细化晶粒,并使镍晶产生晶格畸变;Ni-SiC纳米复合镀层的表面形貌随温度的升高,表面颗粒更加细化和均匀。

Ni-P-TiO_2(ZrO_2)纳米复合材料镀层性质及工艺优化

制备了N i-P-ZrO2和N i-P-TiO2纳米复合材料镀层,研究了温度、络合剂等对A3钢片上N i-P-ZrO2和N i-P-TiO2纳米复合材料镀层的影响。用扫描电子显微镜(SEM)观察外貌;称重法测定厚度;通过10%NaC l溶液测定其耐腐蚀性;GB5935-86标准贴滤纸法测定其孔隙率;MH-3显微硬度仪测定其硬度。结果表明:在所选条件下,可得光亮、致密、耐腐蚀性、硬度强于A3钢、N i-P镀层的纳米复合材料镀层。N i-P-ZrO2和N i-P-TiO2镀层的腐蚀速率分别为0.0247、0.0322g/(m2.h)。