机械轴承表面电沉积制备Co-W/ZrO2复合镀层

采用电沉积技术在GCr15轴承钢板表面制备了Co-W/ZrO2复合镀层,并研究了纳米ZrO2微粒的质量浓度对镀层性能的影响。研究发现:随着纳米ZrO2微粒的质量浓度的增加,镀层的沉积速率和厚度增大;加入纳米ZrO2微粒,有利于细化镀层晶粒,改善镀层的耐磨性;当纳米ZrO2微粒的质量浓度为12 g/L时,镀层表面均匀、致密,孔隙率低,具有较好的性能。

结构钢电沉积Co-W/CeO_(2)复合镀层及其性能研究

选择CeO_(2)颗粒作为复合相,利用电沉积技术在普通结构钢表面制备出Co-W/CeO_(2)复合镀层,并研究镀液中CeO_(2)颗粒浓度对复合镀层的微观形貌、化学成分、结合力、硬度、耐磨性能以及高温抗氧化性能的影响。结果表明:Co-W/CeO_(2)复合镀层与基体结合牢固,表面分布着类似胞状的晶粒团聚体,其化学成分为Co、W、Ce和O元素。随着镀液中CeO_(2)颗粒浓度从2 g/L升高到15 g/L,复合镀层的晶粒团聚体尺寸差异先减小后增大,吸附在晶粒团聚体表面及边界处的CeO_(2)颗粒量先增多后减少,导致复合镀层的硬度、耐磨性能和高温抗氧化性能都呈先增强后下降的趋势。当镀液中CeO_(2)颗粒浓度为8g/L时,Co-W/CeO_(2)复合镀层的晶粒团聚体大小较为均匀,具有良好的致密性,其表面粗糙度仅为0.39μm。该复合镀层的硬度较Co-W合金镀层增大约76 HV,表现出良好的耐磨性能和高温抗氧化性能,摩擦系数和氧化增重量仅为0.43和0.74mg/cm^(2)。

超声波对Ni-ZrO2纳米复合镀层微观结构和显微硬度的影响

在超声作用条件下以复合电镀法制备了Ni-ZrO_2纳米复合镀层,用X射线衍射仪和扫描电镜分别对镀层的结晶取向和表面形貌等微观结构进行了分析,并对镀层的显微硬度进行了测试。结果表明:与不加超声相比,在超声作用下制备的Ni-ZrO_2纳米复合镀层也在(2 0 0)晶面形成择优取向,但其晶面相对织构系数明显提高,达到93%;由于超声强力搅拌和超声空化效应,在超声作用下制备的Ni-ZrO_2纳米复合镀层的晶粒尺寸细小、组织均匀致密;其显微硬度较高,达到602 HV,比无超声(497 HV)时的有大幅度提高。

Ni-W-ZrO_2复合镀层的制备及耐腐蚀性能

采用电沉积方法制备Ni—W—ZrO2复合镀层，研究了微粒的分散特性及镀液中微粒含量、电流密度、pH值、温度等因素对Ni—W—ZrO2镀层沉积速率、显微硬度、镀层外观的综合影响，优化得到Ni—W—ZrO2复合镀层的电沉积工艺为：Ni—w基础镀液中ZrO。添加量为10g／L，pH=7，镀液温度为60～70℃，电流密度为15A／dm^2，所获得的镀层硬度〉HV800（×9．8MPa）。通过电化学技术研究了复合镀层在3．0wt％NaCl溶液中的耐腐蚀性能，结果表明，Ni—W—ZrO2复合镀层有明显的钝化区间。

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。

AZ91D镁合金表面电沉积n-ZrO_2/Ni复合镀层及耐蚀性研究

在AZ91D镁合金表面化学镀Ni-P的基础上电沉积n-ZrO2/Ni复合镀层和纯Ni电镀层,并对其表面形貌、截面形貌和耐蚀性进行了对比分析。结果表明AZ91D镁合金表面电沉积纳米复合镀层比纯镍镀层组织更细小,镀层更致密、平整。n-ZrO2/Ni复合镀层具有明显的钝化区,具有良好耐蚀性。

Ni-Co/ZrO_2复合镀层的制备与研究

采用超声波辅助电沉积方法,在氨基磺酸盐镀液中制备了Ni-Co合金镀层与Ni-Co/ZrO_2复合镀层。研究了电沉积两种镀层的电化学行为,并测试了两种镀层的性能。结果表明:纳米ZrO_2微粒的加入,降低了电沉积体系的极化度,使电沉积更容易进行;与Ni-Co合金镀层相比,NiCo/ZrO_2复合镀层具有更高的纳米压痕硬度、弹性模量、硬模比,以及更优异的减摩性能。

电沉积制备Pb-WC-ZrO_2复合镀层的工艺及性能研究

通过在氟硼酸铅体系中加入适量的固体颗粒,制得Pb-WC-ZrO2复合镀层.主要研究了电沉积工艺条件(搅拌速度、电流密度及电沉积时间)对Pb-WC-ZrO2复合镀层成分、表面形貌和结合力的影响,从而得出最佳固体微粒加入量及工艺条件为:20～30 g/L的ZrO2, 20～30 g/L的WC,搅拌强度500～600 r/min,电流密度2～3 A/dm2,时间2 h.在ZnSO4-H2SO4体系中进行的阳极极化曲线测定表明,此复合镀层适于作惰性阳极材料;电子探针成分分析表明,复合镀层中主要成分是Pb和O,还含有一定量的Zr和W元素,说明ZrO2和WC都沉积到镀层中;X-射线衍射分析表明,镀层中Pb的衍射峰最强,其次为WC的衍射峰,在衍射图中也存在ZrO2的衍射峰但比较微弱.

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。

Ni-Co/ZrO_2复合镀层的形貌与性能研究

通过超声辅助复合电沉积方法在氨基磺酸盐体系中制备了Ni-Co/ZrO_2复合镀层。采用单一变量法探讨了电流密度、ZrO_2粉体质量浓度和超声功率对电沉积Ni-Co/ZrO_2复合镀层硬度的影响,优化了Ni-Co/ZrO_2复合镀的工艺参数;对镀层进行了纳米压痕测试,并采用场发射扫描电子显微镜表征优化后Ni-Co/ZrO_2复合镀层的形貌和成分。研究结果表明,优化的电沉积工艺参数为:阴极电流密度5A/dm^2,ZrO_2粉体质量浓度10g/L,超声功率240W。在此条件下,Ni-Co/ZrO_2复合镀层的纳米硬度、弹性模量以及硬模比分别达到6.13GPa、291GPa和0.021,镀层平整致密,ZrO_2纳米粒子较好地复合于金属基质中。

非晶态Ni-P-ZrO_2复合镀层的耐磨性能

采用纳米ZrO2作为复合粒子,通过电镀方法制备非晶态Ni-P-ZrO2复合镀层,研究纳米ZrO2粒子及热处理温度对复合镀层耐磨性能的影响。结果表明:纳米ZrO2粒子的存在不影响镀层基质金属的非晶态结构;镀态下Ni-P镀层的磨损受黏着磨损和犁削磨损机制共同作用,耐磨性能较差,纳米ZrO2粒子的加入,缓解了镀层的黏着磨损和犁削作用,使磨损量大幅降低;非晶态Ni-P-ZrO2复合镀层在350℃热处理温度下已转变为晶态结构,镀层具有最高的耐磨性能,其磨损方式为磨粒磨损和脆性剥离。

电沉积Ni-ZrO_2复合镀层的耐蚀性能研究

在氨基磺酸盐溶液中获得了纳米Ni镀层和复合结构Ni-ZrO2镀层,两种镀层试样在4%NaCl溶液中进行耐蚀性能测试。利用X射线衍射、扫描电镜技术对镀层进行结构、形貌分析发现,Ni-ZrO2复合镀层表面颗粒更为细小,显微组织更加均匀、致密。腐蚀性能试验表明复合电镀层的耐蚀性优于纳米镍镀层的原因是因为纳米ZrO2颗粒的存在,不仅细化了基质金属的晶粒,同时提高了复合电镀层表面的化学稳定性,提高了腐蚀电位。

铁-纳米ZrO_2复合电镀层的组织与性能

采用氯化物低温镀铁工艺，选择纳米ZrO2作为第二相粒子，以不对称交流-直流电源电镀法制备了铁-纳米ZrO2复合镀层；研究了工艺参数对镀层组织结构和镀层硬度、耐磨性能的影响。结果表明：采用此方法可获得内应力小、致密的复合镀层，镀层为α-Fe体心立方结构；当镀液中ZrO2纳米粒子含量为30g／L，pH值为1，搅拌转速为300r／min，阴极电流密度为20A／dm^2，施镀温度为30--40℃时，ZrO2粒子在镀层中弥散分布，镀层的平均硬度值达到800HV。镀铁层中复合适量的ZrO2纳米粒子，能有效地降低粘着磨损，提高镀层的耐磨性能。

非晶态化学镀Ni-P-Yb-ZrO_2复合镀层的工艺研究

为了提高非晶态化学镀Ni-P镀层的综合性能,向Ni-P化学镀液中添加纳米ZrO2粒子及稀土Yb,获得Ni-P-Yb-ZrO2复合镀层。分析了镀液组分(纳米ZrO2、稀土Yb、表面活性剂)的添加量及操作工艺参数(pH值、搅拌速度)对Ni-P-Yb-ZrO2复合镀层中纳米ZrO2粒子含量的影响,并确定了最佳的镀液组分添加量和操作工艺参数。在该最佳条件下获得的Ni-P-Yb-ZrO2复合镀层,表面平整,纳米ZrO2粒子分散较为均匀,耐磨性能优异且结合力良好。

Ni-Co/ZrO_2复合镀层的电化学研究和性能表征

在酸性氨基磺酸盐溶液体系中,采用共沉积技术制备Ni-Co/ZrO_2复合镀层。通过阴极线性扫描测试,研究了Ni-Co/ZrO_2复合体系中纳米粒子对电化学反应过程的影响;通过SEM、XRD测试分别研究了复合镀层的表面形貌和微观结构;通过Tafel曲线测试镀层的耐蚀性能,通过退火后的显微硬度测试表征镀层的热稳定性能。试验结果表明:Ni-Co/ZrO_2共沉积电位大约为-0.90V;与Ni-Co合金相比,Ni-Co/ZrO_2复合镀层表面更加均一致密,晶粒更加细小,耐蚀性和热稳定性更好。

TC4钛合金表面电沉积Co-W/MoS_(2)复合镀层及摩擦磨损性能研究

为了有效改善 TC4 钛合金的摩擦磨损性能,在 TC4 钛合金表面电沉积掺杂自润滑MoS_(2)颗粒的Co-W/MoS_(2)复 合镀层。研究了镀液中的MoS_(2)颗粒浓度对复合镀层的物相结构、结合强度、微观形貌、成分及摩擦磨损性能的影 响。结果表明:添加 2.5 g/L MoS_(2)颗粒制备的复合镀层与钛合金基体结合紧密,晶粒呈长条状与团簇胞状,主要物相 为 fcc-Co、hcp-Co 和Co_(3)W,其中MoS_(2)颗粒含量接近 3%。该复合镀层稳定状态时摩擦系数仅为 0.34,并且磨损率最 低,仅为 9.50×10^(-4 )mm^(2)/N,表现出优异的耐磨性能,能有效改善 TC4 钛合金的摩擦磨损性能。MoS_(2)颗粒参与共沉积 可能影响结晶形核过程,还会掺杂在Co 晶格间隙引起晶格畸变,有利于提高复合镀层致密度,从而改善复合镀层性 能。包覆在复合镀层中的MoS_(2)颗粒在摩擦过程中还可以起到自润滑减摩作用,从而减轻复合镀层磨损程度。

热处理对Fe-W-ZrO2纳米复合镀层结构和性能的影响

采用复合电沉积方法,在碳钢表面制备质量分数为Fe38.3%、W52.7%、ZrO29%的Fe-W-ZrO2纳米复合镀层,研究热处理对镀层结构和性能的影响。结果表明,镀态下Fe-W-ZrO2纳米复合镀层内部结构致密无裂纹,呈明显非晶态结构特征,具有较高的硬度和耐磨性;复合镀层经500℃热处理后开始晶化,随温度升高,镀层晶化析出α-Fe相,硬度、耐磨性继续提高;700℃时复合镀层晶化完成,M6C型复合碳化物Fe3W3C析出,与α-Fe相两相并存,镀层硬度、耐磨性急剧增大,到800℃时,Fe3W3C硬质相逐渐成为主相,硬度达到最高点1270HV,耐磨性是镀态下的5～7倍;而且纳米微粒ZrO2的引入不会在Fe-W非晶合金镀层中形成新相,在适当的热处理下能有效提高Fe-W-ZrO2纳米颗粒复合镀层的硬度、耐磨性。

不对称交流-直流电镀Fe-纳米ZrO_2复合镀层工艺的研究

为提高镀铁层的硬度及耐磨性能,采用氯化物低温镀铁工艺,选择纳米ZrO2作为第二相粒子,以不对称交流-直流电源电镀法制备了Fe-纳米ZrO2复合镀层。研究了不对称交流-直流镀铁工艺对镀层的影响,考察了工艺参数对镀层中ZrO2复合量的影响以及表面活性剂对镀层性能的影响。结果表明,采用不对称交流-直流电镀方法可获得内应力小、光滑致密的复合镀层,有效降低镀层裂纹的产生;通过控制工艺参数可调节镀层中ZrO2纳米粒子的复合量;在镀液中加入阴离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠可降低纳米粒子的团聚,获得最佳的镀层综合性能。

Zn-ZrO_2复合镀层的性能

复合镀层具有良好的性能,在氯化铵镀锌溶液中加入ZrO2,制备出了Zn-ZrO2复合镀层。讨论了阴极电流密度、镀液pH值对镀层中ZrO2含量的影响,采用扫描电镜对镀层的表面形貌进行了分析。结果表明:当阴极电流密度低于4A/dm2时,镀层不存在ZrO2微粒,当阴极电流密度为10A/dm2、pH值为2.5时,镀层中ZrO2的质量分数为2.47%;纯锌镀层晶粒粗大,晶粒间距较大,而Zn-ZrO2复合镀层不仅晶粒细小,平整,且组织均匀、致密;Zn-ZrO2复合镀层在5%NaCl溶液中比纯锌镀层具有更好的耐蚀性能,镀层与基体结合良好。

ZrO_2含量与占空比对Ni-Co-ZrO_2复合镀层显微组织及耐蚀性的影响

以硫酸镍(Ni_SO4·6H_2O)、硫酸钴(CoSO_4·7H_2O)和氧化锆(ZrO_2)为主要原料,采用脉冲电沉积法在Q235钢基体表面制备了Ni-Co-ZrO_2复合镀层,通过扫描电镜和能谱仪分别分析了复合镀层的显微形貌及成分组成,并对Ni-Co-ZrO_2复合镀层的耐蚀性进行了研究。结果表明:镀层组织均匀、致密,与基体之间无裂纹、气孔等缺陷;ZrO_2颗粒弥散分布于Ni-Co合金基体中,随着ZrO_2颗粒的嵌入,Ni-Co合金的晶粒形貌由针状向菜花状转变;沉积1.5h后,镀层厚度约60μm,且镀态条件下Ni-Co-ZrO_2复合镀层为晶态结构;随着镀液中ZrO_2颗粒浓度增大及占空比降低,Ni-Co合金晶粒得到细化,复合镀层的耐蚀性显著提高,当ZrO_2含量为20g/L、占空比为40%时,复合镀层的耐蚀性最佳。