热处理对超临界电沉积Co-Ni-P合金薄膜的摩擦学与电化学腐蚀性能影响研究

采用超临界二氧化碳(S-CO_(2))辅助电沉积及后续热处理(200~600℃)制备钴-镍-磷(Co-Ni-P)三元合金涂层,热处理时间为1 h。研究不同热处理温度对超临界电沉积制备的Co-Ni-P三元合金涂层的微观形貌、相结构、硬度、摩擦学性能和电化学腐蚀性能的影响。结果显示:超临界CO_(2)电沉积制备的Co-Ni-P三元合金呈现非晶结构,但经过400℃热处理后由非晶结构转变为晶体结构;Co-Ni-P涂层的硬度随着热处理温度增加先升高后降低,当热处理温度为400℃时,表面硬度最高,约为780 HV。摩擦学和电化学腐蚀性能测试显示:热处理对Co-Ni-P薄膜的平均摩擦因数影响较小,处理前后合金涂层的平均摩擦因数均为0.12左右;但热处理显著影响Co-Ni-P合金薄膜的耐磨性能和电化学腐蚀性能,其磨损率和腐蚀速率随着热处理温度升高先减少后增加;当热处理温度在300和400℃时,Co-Ni-P合金分别呈现最低的磨损率和最好的耐腐蚀性能。

超临界技术在石墨烯量子点脉冲复合镀镍中的应用研究

为了适应目前航空航天、汽车以及高端设备制造业迅速发展的环境,以具有独特性能的石墨烯量子点(GQDs)作为第二相添加物,采用超临界脉冲电沉积技术制备Ni基纳米复合镀层,探究了超临界条件下脉冲频率对复合镀层的微观结构和耐腐蚀性、显微硬度、耐磨性等性能的影响。结果表明:在超临界条件下脉冲频率为2000 Hz时,所制备镀层的微观结构呈致密化和均匀化,并且呈现出更好的球状度。XRD检测显示,超临界条件可以改变结晶的择优取向,合适的脉冲频率可以细化镀层晶粒,减小晶粒尺寸。当在超临界条件下脉冲频率为2 000 Hz时,所制备镀层各项性能更为优异。电化学试验研究表明,其容抗弧半径最大、自腐蚀电位最高、腐蚀电流密度最低以及容抗模量最大,耐腐蚀性最为优异。2000 Hz脉冲频率所制备镀层其显微硬度最高,达到835.4 HV2 N,且具有最优的耐磨性,磨痕截面积为1 582μm^(2),显微硬度和磨痕截面积分别为脉冲频率为100,1 000,3 000 Hz和常温常压所制备镀层的126%、107%、121%和134%以及47.6%、57.1%、71.5%和44.3%。在超临界条件下,2 000 Hz脉冲频率所制备的石墨烯量子点复合镀层具有较为优异的耐腐蚀性和耐磨性。

石墨烯量子点添加量对超临界纳米复合镀层微观结构与性能影响

以性能独特的石墨烯量子点(GQDs)为第二相添加物,采用超临界电沉积技术制备Ni基纳米复合镀层,研究超临界条件下GQDs添加量对镀层的微观结构、显微硬度、耐磨性能、耐腐蚀性能等的影响。结果表明:加入GQDs,镀层微观结构致密化和均匀化。当GQDs添加量为1.5 g/L时,镀层表面形貌更为致密。X射线衍射分析显示,GQDs的添加,改变了复合镀层镍衍射面(111)、(200)及(222)峰位,在(111)面产生结晶择优取向。GQDs的添加大幅提升了复合镀层的各项性能。当GQDs添加量为1.5 g/L时,镀层显微硬度高达7381.4 MPa,比纯镍镀层显微硬度高近980 MPa;磨痕截面积为3336μm^(2),仅为纯镍镀层的44%。Tafel极化试验结果表明,腐蚀电流密度为3.55×10^(-6)A·cm^(-2),相较于纯镍镀层的10.07×10^(-6)A·cm^(-2),降低了65%;150 h浸泡腐蚀实验表明,当GQDs添加量为1.5 g/L时,镀层点蚀最少,耐腐蚀性能最为优异。

Fabrication of Co-Ni-P film with excellent wear and corrosion resistance by electroplating with supercritical CO_2 emulsion

To avoid the defects caused by the hydrogen evolution and improve the corrosion and wear properties of the electroplated films in the traditional aqueous bath electrodeposition,a supercritical carbon dioxide(Sc-CO2)emulsion was proposed to electrodeposite ternary nanocrystalline Co-Ni-P alloy films.Microstructure,corrosive and tribological properties of the Co-Ni-P films were investigated and compared with the ones electroplated by conventional method.The results show that the Co-Ni-P films produced with Sc-CO2assisted electrodeposition exhibit a more compact microstructure.The preferred orientation plane of hcp(110)for the Co-Ni-P films produced in conventional aqueous bath is changed to be hcp(100)for the one prepared in emulsified Sc-CO2bath.The microhardness,corrosion resistance and tribological properties of the Co-Ni-P films are substantially improved with the assistance of Sc-CO2in the electrodeposition bath.