含Ti纳米颗粒的电沉积Ni基复合镀层制备工艺研究

制备了含Ti纳米颗粒的电沉积Ni基复合镀层,并对其制备工艺进行了研究,以获得Ti纳米颗粒均匀分布,无明显组织结构缺陷的复合镀层。通过改变镀液中Ti纳米颗粒浓度、电流密度和超声振幅等参数,对制备的试样进行了显微组织、化学成分和显微硬度分析。结果表明,当镀液中粒子质量浓度增加到40 g/L时,共沉积粒子的数量增加。超声波的使用防止了颗粒的团聚,导致更均匀的分布,并增加了Ti的含量。然而,它会引起基体的微观结构缺陷,但这些缺陷可以通过增加电流密度加以限制。因此,Ni/Ti纳米复合涂层的最佳制备工艺为:纳米Ti颗粒镀液浓度为40 g/L、低振幅超声和6 A/dm2的电流密度。

泡沫基材-Ni-石墨烯复合镀层制备及电催化析氢性能研究

目的 采用电沉积技术在泡沫基材上沉积制备Ni-石墨烯复合镀层,期望借助泡沫基材的三维多孔结构和石墨烯的超高比表面积来改变复合材料的表面状态,进而获得高镀层的电催化析氢性能。方法 采用电沉积技术将石墨烯作为第二相粒子沉积,制备了泡沫基材-Ni-石墨烯复合电极,通过SEM和EDS研究了其微观形貌及成分,并利用电化学工作站完成了镀层电极的极化曲线、交流阻抗和电解水稳定性测试,使用控制变量法探究了镀层厚度、镀液石墨烯浓度和基材形貌对镀层电催化析氢活性的影响。结果 SEM和EDS表征发现,镀层表面形貌受镀液中石墨烯浓度影响较大,石墨烯作为第二相嵌入镀层后,明显改变了复合镀层的表面形貌,其存在形态为颗粒状,在150 mg·L^(–1)时颗粒堆积最多。进一步利用电化学分析技术探究了镀层厚度、镀液石墨烯浓度和基材形貌对电极电催化析氢性能的影响,发现在一定范围内,不同厚度镀层的电催化析氢活性基本相同;石墨烯质量浓度为150mg·L^(–1)时制得的电极的电催化析氢性能最优,析氢过电位为211.2m V(vs.RHE),且电解水稳定性良好;泡沫基材镀层的电催化析氢活性明显优于平板基材镀层。结论 石墨烯的引入和泡沫基材三维多孔结构均增大了复合镀层的比表面积,是电极表现良好的电催化析氢活性的关键。

单脉冲电沉积Ni-纳米TiC-氧化石墨烯复合镀层结构及磨损性能

本研究利用单脉冲电沉积技术在Q235钢表面制备了一种新型的Ni基减摩耐磨三元复合镀层,首先通过研究氧化石墨烯(GO)浓度对Ni-纳米TiC基复合镀层形貌、镀速及硬度的影响确定了最佳的GO添加量,然后利用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)和X射线光电子能谱仪(XPS)等设备对三元复合镀层的结构进行了表征。最后与Ni-纳米TiC复合镀层等进行了对比,研究了三元复合镀层的硬度及耐磨损性能。结果表明:镀液中GO的最佳质量浓度为200 mg/L。此时,Ni-纳米TiC-GO复合镀层的表面均匀致密,粗糙度值Ra=3.087μm。XRD和拉曼光谱等分析结果表明纳米TiC和GO成功复合到Ni基镀层之中。Ni-纳米TiC-GO复合镀层的硬度为726.3HV,约是Ni-纳米TiC复合镀层(463.8HV)的1.5倍。Ni-纳米TiC-GO复合镀层的平均摩擦系数为0.108,相比于Ni-纳米TiC复合镀层(0.285),其具备更好的减摩耐磨性能。

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。

石墨烯添加量对Ni基-石墨烯复合镀层性能的影响

为提高连铸结晶器的表面性能,以NiSO_4·6H_2O为主盐,用电镀的方法在炼钢连铸结晶器铜板上制备了Ni基-石墨烯复合镀层。利用场发射扫描电镜(FE-SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、摩擦磨损试验机等分析手段,研究了镀液中石墨烯浓度对复合镀层组织、成分、形貌、厚度、相结构、硬度及耐磨性的影响,分析了复合强化机理。结果表明:Ni基-石墨烯复合镀层中C含量随着石墨烯添加量的增加而增加,石墨烯在镀层表面及截面上的分布较均匀;镀层的平均摩擦系数随石墨烯添加量的增加而减小,显微硬度显著提高;当镀液中石墨烯浓度为120 mg/L时,镀层的平均显微硬度为1 142 HV_(1N),摩擦系数为0.548,耐磨性优于目前生产上的常规Ni-Co合金镀层,可以有效地保证铸坯质量和提高结晶器使用寿命。

La_2O_3/CeO_2颗粒尺寸对Ni-La_2O_3/CeO_2复合电镀层高温氧化性能的影响(英文)

通过向普通硫酸镍电镀液中添加一定含量的微米或纳米La2O3/CeO2颗粒,采用复合电镀制备微米或纳米La2O3/CeO2颗粒分布的Ni基复合镀层,并研究La2O3/Ce O2颗粒尺寸对Ni-La2O3/CeO2复合镀层在1000°C抗氧化性能的影响。结果表明:与普通Ni镀层相比,Ni-La2O3/CeO2复合镀层中的La2O3/Ce O2颗粒通过溶解扩散进入氧化膜中,阻碍Ni的外扩散,从而降低氧化速度;此外,与La2O3/CeO2纳米颗粒相比,La2O3/Ce O2微米颗粒在氧化初期还起到扩散障碍层的作用,对阻碍Ni的外扩散具有更强的作用。

Ni-纳米PTFE复合电喷镀层结构及摩擦磨损性能研究

采用电喷镀技术制备了Ni-纳米PTFE复合镀层,对镀层的摩擦磨损性能进行了研究。采用扫描电子显微镜(SEM)、电子探针微区成分分析仪(EPM)、红外光谱等方法分析了纳米PTFE在复合镀层中的存在形式和镀层表面形貌。结果表明,复合镀层表面晶粒细小均匀、结合紧密。随着纳米粒子含量的增加,镀层的耐磨性提高,摩擦系数降低。

SiC颗粒对汽油机活塞顶面镀层应力影响的有限元分析

目的研究汽车发动机活塞顶面Ni基复合镀层中SiC颗粒的含量和粒径对活塞−镀层界面热应力的影响规律。方法利用ABAQUS软件和Python语言建立顶面带有SiC颗粒增强Ni基复合电镀涂层活塞的二维有限元模型,结合热传递和热弹性相关理论及活塞的实际服役工况,确定活塞的换热边界条件及其顶面所受的载荷,采用顺序热力耦合的有限元分析方法,系统地研究热−机载荷共同作用下SiC颗粒含量和粒径对涂层−活塞界面应力的影响规律。结果有限元仿真结果表明,当活塞顶面承受高温、高压时,SiC颗粒的含量是显著影响涂层−基体界面等效应力的因素之一,当SiC颗粒的体积分数为1%~15%时,涂层−活塞界面峰值等效应力随着颗粒含量的增加而增大,从437.08 MPa增大到472.98 MPa;SiC颗粒的粒径是影响涂层−基体界面耦合热应力的次要因素,当SiC颗粒的粒径为0.3~1μm时,涂层−活塞界面峰值等效应力基本保持不变,约为437 MPa。结论综合考虑活塞顶面复合电镀涂层的性能需求,以及镀层−活塞界面应力与结合性能的关系,结合实际复合电镀工艺,确定Ni−SiC复合镀层中SiC颗粒的体积分数以10%左右为宜,SiC颗粒的粒径以0.4~0.8μm为宜。