镍基纳米SiC复合镀层制备与耐蚀性研究

介绍用试验方法寻找适合纳米化学复合镀层工业化生产的有效纳米粒子,采用超声波分散、添加表面活性剂、机械搅拌等综合的分散方式,保证了纳米粒子在镀液中较均匀地悬浮,对比纳米复合镀层、普通Ni-P合金镀层和微米复合镀层,证实了在不同腐蚀液中,纳米复合镀层耐蚀性能与普通Ni-P合金镀层的耐蚀性能相当,通过对比试验,在10%的NaCl溶液、10%的NaOH溶液、5%的HCl溶液中,纳米复合镀层耐蚀性能与普通Ni-P合金镀层的耐蚀性能相当。

Ti预处理的SiC_(f)/SiC与镍基高温合金复合铸件的界面组织与强度

由SiC_(f)/SiC复合材料与K403镍基高温合金熔体制备的一体化铸件,冷却到室温时会出现自行断裂。通过采用Ti粉埋覆包渗工艺在1100℃下对SiC_(f)/SiC表面进行预处理,并在适当工艺下与K403镍基高温合金熔体进行陶瓷型精密铸造,成功实现SiC_(f)/SiC与K403镍基高温合金的一体化成形和界面的牢固结合。结果表明:Ti预处理层平均厚度为17μm左右,Ti向SiC_(f)/SiC渗透、扩散和反应,形成含TiC,Ti3SiC2,Ti5Si3Cx,SiC相的显微组织;经过与高温镍基金属液复合铸造后,预处理层演变成厚约120μm的界面反应层,其典型界面组织为Ni2Si+C+Al4C3+MC(M主要含Ti及少量的Cr,Mo,W)。预处理层的存在减轻Ni与SiC的有害石墨化反应,缓解高温金属液对SiC_(f)/SiC的热冲击,形成的界面反应层降低热膨胀系数失配造成的热应力,使得SiC_(f)/SiC与K403一体化铸件结合界面的室温剪切强度达到63.5 MPa。

镍基纳米SiC复合镀层的摩擦学性能

为研究镍基纳米 Si C复合镀层的摩擦学性能 ,在A3钢板上制备了该镀层 ,利用扫描电镜对镀层显微组织进行观察 ,通过纳米显微力学探针测量镀层微区硬度 ,在 MM-2 0 0摩擦磨损试验机上对镀层进行磨损试验 ,研究阴极电流密度、温度和镀液中 Si C浓度等主要工艺参数对镀层耐磨性能的影响。结果表明 :Si C颗粒在镀层中分布均匀 ;Si C颗粒附近镀层的硬度是纯镍镀层的 3倍 ,但随着远离 Si C,复合镀层硬度明显下降 ;复合镀层的耐磨性能与普通镍镀层相比有较大幅度的提高 ,在油润滑条件下磨损体积为普通镍镀层的 1/ 8。

Ni-P/纳米SiC复合镀层制备及性能研究

以45钢为基体材料,在其表面制备了Ni-P/纳米SiC复合镀层,研究了复合镀层的微观结构及热处理性能。结果表明:Ni-P/纳米SiC复合镀层由细小的胞状物构成,胞状物均匀致密,完全包覆于基体表面,复合镀层表面未见孔洞等缺陷。镀层由Ni、P、Si、C等元素构成,弥散分布Si元素、C元素来自镀层中SiC粒子。热处理后,复合镀层显微硬度、耐腐蚀性优于热处理前的复合镀层。

镍基纳米(SiC)_P化学复合镀层的研究

为了进一步提高化学复合镀层的性能,采用纳米级(SiC)P制备出了Ni-P-纳米(SiC)P化学复合镀层,研究了各工艺条件对镀层性能的影响,同时观察了镀层形貌,测试了镀层的成分、性能,并与常见的Ni-P镀层、Ni-P-(SiC)P镀层进行了比较。实验结果表明:当pH4.5,T=(85±1)℃时,镀液的镀速最快,镍磷沉积量最大,所获得的镀层均匀、致密、硬度高,耐磨性能好,500℃热处理后硬度可达到HV1337。

纳米TiC浓度对双脉冲电沉积Ni-TiC复合镀层结构及性能的影响

研究了镀液中纳米TiC的添加量对双脉冲电沉积Ni-TiC复合镀层结构及性能的影响。通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对镀层的表面形貌和物相进行了表征,并研究了镀层的表面粗糙度、显微硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能。结果表明:当镀液中TiC浓度较低时,复合镀层表现为类似于纯Ni镀层的胞状沉积结构。当镀液中TiC浓度较高时,复合镀层表现为菜花状沉积结构。当纳米TiC浓度为8 g/L时,镀层表面致密性相对较高,Ni的衍射峰有明显的宽化现象。随着镀液中纳米TiC浓度的升高,复合镀层的磨损质量损失比表现为先下降后上升的趋势,当TiC浓度为8 g/L时,磨损质量损失比最小,为5.436%。当镀液中纳米TiC浓度为8 g/L时,镀层的自腐蚀电流密度最小,极化电阻值最大。结果表明双向脉冲电沉积制备Ni-TiC复合镀层镀液中最佳纳米TiC浓度为8 g/L。

碳纳米管增强镍基复合镀层的形貌及摩擦磨损行为研究

利用碳纳米管作为增强相制备了镍基复合镀层 ,并对其表面形貌和摩擦磨损性能进行了探讨 .结果表明 :碳纳米管均匀地嵌镶于基体中 ,且端头露出 ,覆盖于基体表面 ;镍基复合镀层具有优良的耐磨性和自润滑性 ,可以显著改善金属表面的耐磨和减摩性能 ;复合镀层优良的耐磨和减摩性能归因于碳纳米管的超强超韧特性和自润滑性能 ,碳纳米管以网络和缠绕形态分布于复合镀层基体中 。

碳纳米管/镍基复合镀层的腐蚀行为

采用复合沉积方法在普通碳钢基底上沉积碳纳米管/镍基复合镀层。用腐蚀实验、电化学方法研究了复合镀层在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能,并讨论了其耐腐蚀机理,对普通碳钢和纯镍镀层也进行了比较研究。结果表明:碳纳米管的加入显著提高了复合镀层的耐腐蚀性能;耐腐蚀的原因在于碳纳米管的复合镀层更加致密,隔离了腐蚀介质,并阻止了蚀坑的增大,同时,碳纳米管促进了镍的纯化,从而提高镀层的耐蚀性。

SiC颗粒尺寸对镍基复合镀层耐磨性和耐蚀性的影响

在正交实验基础上,对比研究微米SiC(平均粒径1.5μm)和纳米SiC(平均粒径20nm)增强复合镍基镀层的摩擦磨损行为和耐腐蚀性能。通过TEM、SEM、EDX和XRD等手段研究颗粒分散状态以及复合镀层的表面和截面形貌、成分及相结构。采用球-盘滑动摩擦磨损试验机研究复合镀层的耐磨性。电化学阻抗谱测量在3.5%的NaCl水溶液中进行。结果表明:微米级颗粒增强复合镀层可以获得更高的表面硬度,两种增强复合镀层具有相似的摩擦磨损行为。电化学阻抗谱分析表明:SiC颗粒的加入可以提高镀层的耐腐蚀性,且纳米颗粒复合镀层具有更好的耐蚀性。

镍基纳米Al_2O_3复合电刷镀层含磨粒油润滑条件下的磨损性能

对比研究了润滑油中磨粒尺寸和含量对镍基纳米Al2O3复合电刷镀层和快速镍刷镀层磨损性能的影响.结果发现,由于纳米颗粒的作用,在相同条件下纳米复合镀层的耐磨性比快速镍镀层提高了30%～50%,而且复合镀层的磨损体积随磨粒尺寸和含量的影响不如快速镍镀层显著.

碳纳米管镍基复合镀层材料耐腐蚀性的初步研究

制备了碳纳米管镍复合镀层材料 ,并利用静态浸泡法对同等条件下制备的镍镀层样品和碳纳米管复合镀层样品的耐腐蚀性进行了研究。用扫描电镜观察了样品腐蚀前后的表面形貌变化 ,同时对碳纳米管复合镀层材料的腐蚀机理进行了探讨。结果表明 。

纳米金刚石对电沉积镍基复合镀层微观结构及抗磨性能的影响

利用直流电沉积技术制备了纳米和微米镍镀层,以及纳米金刚石增强镍基复合镀层,考察了纳米金刚石颗粒对纳米及微米镍基质的表面形貌、微结构、硬度及磨损性能的影响.结果表明:引入纳米金刚石使得微米镍镀层的硬度和抗磨性能显著提高;但引入纳米金刚石对纳米镍镀层硬度的影响不大,对镀层的抗磨性能则反而产生不利影响.

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。

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。

纳米和微米La_2O_3颗粒增强镍基复合镀层的摩擦磨损性能

用复合电沉积工艺制备了纳米和微米La2O3颗粒增强镍基复合镀层,在销盘式滑动磨损试验机上考察了复合镀层在干摩擦条件下的摩擦磨损性能,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,纳米La2O3颗粒增强复合镀层的摩擦磨损性能明显优于微米La2O3颗粒增强复合镀层;纳米La2O3增强镍基复合镀层的磨损主要表现为轻微磨粒磨损特征,而微米La2O3增强镍基复合镀层的磨损机制为剥层磨损和磨粒磨损。

碳纳米管镍基复合刷镀层的组织和性能

研究了碳纳米管镍基复合刷镀层的组织、显微硬度和耐磨性等。结果表明:与常规镀层相比,含有碳纳米管的复合镀层组织明显细化,显微硬度有较大的提高,硬度热稳定性和耐磨性得到了明显的提高。

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。

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。

纳米WC/PTFE镍基复合电刷镀层的摩擦磨损与耐腐蚀性能

针对单一纳米颗粒电刷镀镀层综合性能存在的不足,利用电刷镀技术在45钢基材上制备含纳米WC和PTFE的镍基复合镀层。采用扫描电子显微镜观察电刷镀复合镀层的表面形貌和显微结构,球盘式摩擦磨损试验机测试其干摩擦条件下摩擦磨损性能,在pH=4浓度为0.05mmol/L的硫酸溶液中进行耐腐蚀性试验。结果表明:在镀液中添加不同含量纳米粒子,可以不同程度填补粒子之间的空缺,使镀层表面平整、光滑;含纳米WC和PTFE镍基复合镀层的耐磨损和耐腐蚀性能强于纯镍基镀层和45钢基体,这是由于纳米粒子细晶强化和弥散强化所致;当含1.5g/L纳米WC与7g/L纳米PTFE乳液的复合镀层耐磨损性能最佳;含1g/L纳米WC与5g/L纳米PTFE复合镀层的耐腐蚀性能较纯镍基复合镀层提高一倍;45钢的磨损机制是粘着磨损,纯镍基镀层的磨损机制是剥层磨损,纳米WC/PTFE镍基复合镀层的磨损机制是磨粒磨损。

镍基纳米Al2O3复合刷镀层的摩擦磨损性能研究

为评价复合刷镀层在油润滑条件下的抗沙粒磨损性能,在45钢基体上制备了镍基纳米Al2O3复合刷镀层(n-Al2O3/Ni).采用MM-200环块式摩擦磨损试验机对比评价了线接触条件下润滑油中沙粒含量对n-Al2O3/Ni复合刷镀层和快速镍刷镀层摩擦学性能的影响.实验结果表明,随着润滑油中沙粒含量的增加,两种刷镀层的磨损体积均逐渐增加,复合刷镀层的耐磨损性能是快速镍刷镀层的1.3～1.5倍.对复合刷镀层磨痕表面的SEM分析表明其磨损失效机理主要是磨粒磨损.