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。

碳钢表面Fe-W-ZrO2纳米复合电沉积层的组织结构分析

采用复合电沉积方法,在碳钢表面制备了质量组成为的Fe 38.3%、W 52.7%、ZrO29%的Fe-W-ZrO2纳米复合镀层,研究了ZrO2纳米微粒、热处理对镀层组织和结构的影响。结果表明,弥散分布的ZrO2纳米微粒对Fe-W基质镀层的结构有明显影响,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;经500℃热处理后,复合镀层开始晶化析出-αFe相,随着热处理温度升高,晶化相不断析出并长大,700℃时复合镀层晶化已基本完成,M6C型碳化物F3W3C相出现,与-αFe相两相并存,继续加热至800℃时,F3W3C成为涂层主相。

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。

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。

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。

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。

Ni-W/SiO_2纳米复合镀层的制备与性能研究

采用电沉积的方法制备了Ni-W/SiO2纳米复合镀层,研究了镀液中SiO2纳米微粒的添加量和电流密度对镀层中微粒含量的影响,通过扫描电镜观察了Ni-W/SiO2纳米复合镀层的表面形貌。研究发现,纳米复合镀层的硬度随着镀层中SiO2纳米微粒含量的增加而提高。通过测量Ni-W/SiO2纳米复合镀层在NaCl溶液中的阳极极化曲线发现纳米复合镀层的耐蚀性能要优于合金镀层。

纳米复合材料镀层Cu-Sn-P-ZrO_2的制备和性质研究

通过对纳米复合材料镀层Cu-Sn-P-ZrO2的制备条件(包括浓度、时间、温度及pH)的研究,制得了光亮、致密且孔隙率低的镀层.用扫描电子显微镜(SEM)观察其外貌,称重法测定其厚度,并通过加速腐蚀实验等方法测定了其腐蚀性能.结果表明:由于纳米微粒的存在使得其耐腐蚀性能大大提高.

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。

高速电喷镀纳米ZrO_2/Ni复合层组织及高温氧化性能

通过高速电喷镀工艺在Ni基高温合金K17表面沉积了纳米ZrO2/Ni复合镀层,测定了K17合金和纳米ZrO2/Ni复合镀层在1000℃的氧化动力学曲线,采用SEM、XRD和显微硬度计分析了纳米ZrO2/Ni复合镀层的组织结构、表面形貌和表面显微硬度;实验结果表明,镀层中纳米ZrO2的存在有利于细化复合镀层晶粒,提高复合镀层显微硬度;1000℃氧化5h后,纳米ZrO2/Ni复合镀层氧化膜由NiO,ZrO2和Cr2O3组成,1000℃氧化100h后,纳米ZrO2/Ni复合镀层氧化膜由NiO,NiCr2O4,ZrO2and Cr2O3组成;纳米ZrO2/Ni复合镀层中ZrO2和Cr2O3的存在明显改善了K17合金的抗高温氧化性。

Ni-Co/纳米ZrO_2复合材料的电化学行为及摩擦磨损性能

通过超声辅助电沉积的方法,在加入粒径为50nm的ZrO_2粉体的氨基磺酸盐镀液中制备了Ni-Co/纳米ZrO_2复合镀层。利用电化学方法(线性扫描伏安法、循环伏安法)对沉积动力学进行分析。通过XRD,SEM和EDS分别对复合镀层的微观结构、表面形貌和相组成等进行表征。同时,对镀层进行了纳米压痕测试和旋转摩擦测试。结果表明,Co^(2+)的电沉积行为遵循3D"成核/生长"机制,合金共沉积电位为-0.72V,复合共沉积电位为-0.70V。ZrO_2纳米粒子的加入降低了体系的极化度,使得电极过程更容易进行。纳米ZrO_2的添加量为15g/L时,镀层硬度、弹性模量以及硬模比分别为6.13GPa,291GPa和0.026;摩擦因数为0.3273,磨损量为0.55×10^(-5)g/m,分别为Ni/Co合金的3/4和1/2,超声和纳米粒子的协同作用能够明显改善镀层的力学性能。

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。

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。

Cr-Fe-ZrO_2复合镀工艺效果探讨

目前,国内外尚未见有关Cr-Fe-ZrO2复合镀层制备的报道。介绍了Cr-Fe-ZrO2复合镀的工艺技术,研究了阴极电流密度、镀液温度、镀液pH值及电沉积时间对复合镀层厚度和外观的影响。利用扫描电镜观察了镀层的表面形貌,用能谱分析了复合镀层的成分,测试了复合镀层与基体的结合力和耐蚀性能。结果表明:当阴极电流密度为14 A/dm2、镀液温度为25℃、pH值为2.0、电沉积30 m in时,可以获得光亮、准镜面、厚度约7.5μm的复合镀层;镀层与基体结合良好,耐腐蚀性好;镀液稳定性较好,静置360 d后电镀的重现性能较好。

纳米复合镀层的制备及性能研究

以铁片作为基材,采用电镀工艺制备Ni-ZrO2纳米复合镀层。研究了温度、pH值、时间及ZrO2的质量浓度对复合镀层性能的影响。通过实验得出最佳的工艺参数为:ZrO21.5g/L,pH值4～5,50℃,60min。采用扫描电子显微镜观察复合镀层的微观形貌,并通过XRD分析其相组织成分。结果表明:复合镀层表面光亮,微粒均匀、细小;其相组织成分主要为Ni,ZrO2和Ni-ZrO2。

电刷镀纳米复合镀层接触疲劳性能研究

利用电刷镀技术制得了含纳米颗粒的复合镀层。测试了它们的显微硬度和接触疲劳寿命，考察了载荷和退火处理(400℃保温30min)对镀层疲劳寿命的影响，并与镍镀层进行了对比。结果表明，在镀液中加入纳米颗粒显著提高了镀层的显微硬度。载荷为60N和140N时，n—Al2O3纳米颗粒的加入提高镀层的疲劳寿命，而n—ZrO2纳米颗粒降低镀层寿命。镀层寿命随载荷的增加而降低。载荷为140N时．退火后的n—Al2O3／Ni和n—ZrO2／Ni镀层寿命高于镍镀层，n—Al2O3／Ni镀层的疲劳寿命降低，而n—ZrO2／Ni镀层寿命大幅度提高。失效分析表明，疲劳裂纹在滚道表面和亚表层同时萌生，并沿镀层内部扩展；镍镀层的断口有明显塑性变形特征，n—ZrO2／Ni镀层呈脆性剥落，退火后其断口塑性变形特征明显。