SnCu钎料镀层与Cu/Ni镀层钎焊接头的界面反应

观察了不同焊接工艺条件下钎焊接头界面的微观结构,并对钎焊过程中的界面反应进行分析。探讨了钎缝界面处IMC的生长机制,通过对不同钎焊温度和保温时间下的IMC生长规律的分析建立铜锡化合物厚度与温度和时间的关系方程。结果表明:钎焊过程中SnCu钎料合金镀层与可焊性Cu层的界面处生成金属间化合物Cu6Sn5和Cu3Sn;化合物的生长厚度与焊接时间之间满足抛物线关系,表明化合物的生长为扩散反应控制过程,并随焊接时间的延长化合物的生长速率逐渐下降。

高频脉冲电沉积改善Ni镀层的组织和性能

采用高频脉冲电沉积制备纳米Ni镀层,研究高频脉冲频率对纳米Ni镀层组织、腐蚀性能和摩擦性能的影响;室温下,在含50μg/g Cl-的氯化钾溶液中通过测试Ni镀层的极化曲线和电化学阻抗谱（EIS）研究其腐蚀性能。结果表明：在实验脉冲频率范围内（30~100 kHz）,提高脉冲频率,可使Ni镀层晶粒细化;电极过程的转移电阻从30 kHz时沉积Ni镀层的1.97×104Ω·cm2增大到100 kHz时的6.56×104Ω·cm2,自腐蚀电位从-551.41 mV正移到-420.28 mV,这表明高频沉积的Ni镀层晶粒更细小,致密性更高,因而耐蚀性更强。摩擦试验结果表明：摩擦因数由30 kHz时沉积Ni镀层的0.39降低到100 kHz时的0.25,说明高频沉积的Ni镀层具有更强的耐磨性;镀层晶粒细化、较高的致密性和硬度是耐磨性提高的主要原因。

脉冲频率对电沉积Ni镀层组织和性能的影响

研究了脉冲频率对Ni镀层组织和性能的影响。X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FEG-SEM)测试表明,提高脉冲频率可以细化Ni镀层晶粒。实验范围内,随着脉冲频率的增加,Ni镀层抗拉强度和硬度提高。

DSC法研究Ni镀层熔体的过冷及结晶度

将DSC技术与助熔剂(BaCl2)处理技术相结合,在不同温度下原位测试了Ni镀层熔体的过冷度。在1849K温度下(冷却速率为20K/min)获得了Ni镀层熔体的最大过冷度为411K。冷却速率在10K/min～50K/min范围内,冷却速率越大,过冷度越大。当冷却速率一定的情况下,过冷度随熔体处理温度的提高而增大,并逐步趋向于恒定。分析了Ni镀层熔体的结晶率与温度、冷却速率和时间的关系。

铸铁电刷镀Ni-P和Ni镀层性能研究

目的研究利用电刷镀技术对铸铁表面进行刷镀修复。方法在铸铁表面电刷镀Ni和Ni-P两种镀层,观察镀层的表面形貌,分析镀层的物相组成,检测镀层结合力、耐磨性及耐蚀性等性能。结果在铸铁表面获得了结合紧密且晶粒大小均匀、致密的Ni-P刷镀层。Ni刷镀层较Ni-P刷镀层晶粒细小,具有较多孔洞,结构疏松。在相同刷镀时间下,Ni-P刷镀层厚度约为0.1 mm,是Ni刷镀层的2倍;与基体的结合力为85 N,而Ni刷镀层结合力为48 N。Ni-P和Ni刷镀层均主要由Ni,Fe10.8Ni和Fe Ni3组成,并含有少量的铜。Ni-P刷镀层的磨损质量和磨损体积最小,具有更好的耐磨性能;Ni刷镀层由于较疏松,出现了较严重的粘着磨损和擦伤特征。Ni-P刷镀层的自腐蚀电位最高,腐蚀电流密度最小,具有较好的耐腐蚀性能。结论通过电刷镀可对铸铁表面进行修复,提高其耐蚀和耐磨性能,其中Ni-P刷镀层的修复效果较好。

浆料包渗温度对Cu基体Ni镀层表面渗铝组织和性能的影响

采用浆料包渗法在Cu基体Ni镀层表面渗铝,制备出了Ni2Al3金属间化合物渗层,研究了包渗温度对渗层组织、厚度、扩散系数和显微硬度的影响。结果表明:在600～900℃渗铝12h,均形成了单相Ni2Al3金属间化合物渗层。随着温度升高,Ni2Al3晶粒尺寸增大,渗层厚度和扩散系数增加,显微硬度降低。

Al含量对Cu基Ni镀层表面渗Si层组织和力学性能的影响

采用料浆包渗法,以SiO2粉为Si源,纯Al粉为还原剂,NaF和NH4Cl作为复合活化剂,Al2O3为惰性添加剂,蛋白质(鸡蛋清)为黏结剂,在Cu表面预先镀Ni层随后900℃,12h表面渗Si,制备渗Ni-Si层。研究了Al粉含量对渗Si层组织和力学性能的影响。结果表明:随铝粉含量的增加,渗层组织出现以下转变:Ni3Si+Ni31Si12→Ni31Si12+Ni2Si→Ni3Si+NiAl,包渗过程由渗硅为主转变为渗铝为主;渗层硬度增加;摩擦系数由铝粉含量为10%(质量分数,下同)时的0.37降低到45%时的0.18,分别为纯铜的1/2,1/5。

纳米晶工业纯铁及其Ni镀层的性能

为了探究基体材料纳米化对镀层性能的影响,采用直流电沉积方法在纳米晶工业纯铁和粗晶工业纯铁上制备了不同厚度的Ni镀层.利用扫描电子显微镜与X射线衍射仪观察并分析了镀层的组织形貌和结构.采用电化学测试和静态浸泡方法对基体和镀层进行了耐腐蚀性能研究.结果表明,纳米晶工业纯铁的基体及其Ni镀层的耐腐蚀性能略优于相同厚度下粗晶工业纯铁的基体及其Ni镀层,但随着镀层厚度的增加,这种差异逐渐减小.同时随着镀层厚度的增加,镀层表面越来越平整致密.

激光强化电刷镀Ni镀层残余应力研究

利用Nd3＋：YAG激光器和电刷镀设备制备了激光强化电刷镀Ni层,采用X-射线衍射法测定了镀层的轴向残余应力,分析了残余应力随镀层厚度变化的情况。结果表明,当镀层δ从10μm增加到200μm时,激光电刷镀Ni层轴向残余应力由压应力逐渐过渡为拉应力,最大值为197 MPa（激光功率300W、镀层δ为200μm）,比普通电刷镀Ni层减小约352 MPa。初步分析了激光强化对电刷镀Ni层的轴向残余应力的影响机理。

电弧喷涂涂层上刷镀Ni镀层的摩擦学性能研究

Al Zn伪合金上刷镀Ni镀层 ,在Falex试验机上测试了Ni镀层的摩擦磨损性能 ,考察了载荷、温度对镀层磨损性能的影响。利用扫描电镜 (SEM )、X—射线衍射分析 (XRD)、能谱分析 (EDX)和形貌分析等手段 ,通过对Ni渡层的性能测试 ,试样磨痕形貌及磨屑形状和分布的观察 ,研究和分析了Ni镀层的耐磨损性能。结果表明 :在Al Zn伪合金涂层上刷镀Ni镀层具有较好的工艺性 ,镀层的显微组织、硬度、结合强度以及耐磨性能与 45 #钢上刷镀Ni镀层基本一致 ,Ni镀层的磨损机理主要为剥层磨损 ,在本试验条件下 ,Ni镀层的相对耐磨性能为Al Zn伪合金电弧喷涂层的 2倍～ 4倍。

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。

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。

电镀电流密度对Al_(2)O_(3)-Ni复合镀层的耐蚀性影响

Q345钢材耐蚀性较差,在其表面电镀致密的Al_(2)O_(3)-Ni镀层可有效提高其耐蚀性,研究了电镀的电流密度对Q345钢镀层试样的耐蚀性影响。结果表明:电镀制备的Al_(2)O_(3)掺杂的Ni镀层可显著提高Q345钢的耐蚀性,电镀的电流密度最优值为2.5 A/dm^(2)。基体的腐蚀电流密度为1.845×10-5A/cm^(2)。制备Al_(2)O_(3)-Ni镀层后,试样的腐蚀电流密度均显著下降。电流密度在2.5 A/dm^(2)时,Al_(2)O_(3)-Ni复合镀层试样的腐蚀电流密度最小,为9.747×10^(-8)A/cm^(2)。在盐雾腐蚀实验中,基体腐蚀速率最快,为12.081 g/cm^(2)·h;电流密度为2.5 A/dm^(2)时,Al_(2)O_(3)-Ni复合镀层腐蚀速率最低,为1.562 g/cm^(2)·h.

超声功率对喷射电沉积Ni镀层组织及硬度的影响

采用自行设计的超声辅助喷射电沉积实验装置,在不同超声功率条件下制备了纯Ni镀层,表征了镀层的表面形貌、显微组织结构,计算了晶粒尺寸和镀层的硬度,并对超声波功率影响镀层的组织和硬度的机理进行了分析。结果表明:小功率(90~180 W)超声波对镀层表面质量的改善不明显,甚至会使之恶化;超声波功率在270~360 W范围内时,随超声波功率的增大,镀层表面更加平整,晶粒尺寸更加细小,显微硬度提高;超声波的加载使镀层中纳米孪晶数量显著减少。

电刷镀Ni镀层在海水中的腐蚀磨损试验

研究了电刷镀Ni镀层在海水中腐蚀磨损的失重情况。应用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分别观测了Ni镀层在海水中腐蚀磨损后的形貌,并进行了成分分析,结果表明:Ni镀层腐蚀磨损后表面新增加了C、lO、Fe等元素,镀层表面除了有犁削沟槽,局部还出现了被海水腐蚀溶解的形貌。通过腐蚀磨损协同率计算得出:Ni镀层在海水中腐蚀磨损时,腐蚀与磨损发生了正协同作用,但磨损是材料流失的主要形式。

Ni/WC复合镀层与Ni-W合金镀层力学性能比较

在Q235钢表面分别制备纯Ni镀层、Ni/WC复合镀层、Ni-W合金镀层,测试并表征了不同镀层的成分、晶相结构、硬度、韧性、弹性及抗拉强度。结果表明:Ni/WC复合镀层中WC颗粒弥散分布,含量约为6.52%。Ni-W合金镀层的成分以Ni和W元素为主,W元素质量分数达到34.2%。与纯Ni镀层相比,Ni/WC复合镀层和Ni-W合金镀层的硬度分别提高了约112 HV、232 HV,抗拉强度分别提高了240 MPa、420 MPa。Ni与W诱导共沉积形成置换固溶体起到细化晶粒和固溶强化的作用,使Ni-W合金镀层的平整度和致密性明显好于Ni/WC复合镀层,抵抗塑性变形能力和弹性恢复能力增强,能够较大幅度提高Q235钢制件整体性能。

Sn-3.5Ag-0.5Cu在高体积分数SiC_p/Al复合材料Ni-P(-SiC)镀层上的润湿性（英文）

基于化学镀Ni工艺,研究Sn-3.5Ag-0.5Cu合金在Ni-P(-SiC)镀层/SiCp/Al基体上的润湿行为,分析镀层的显微结构和Sn-3.5Ag-0.5Cu/Ni-P(-SiC)镀层/SiCp/Al体系的润湿和界面行为。结果表明,SiC颗粒均匀地分布在镀层中,且Ni-P(-SiC)镀层与SiCp/Al复合材料之间没有界面反应。Sn-3.5Ag-0.5Cu对Ni-P、Ni-P-3SiC、Ni-P-6SiC和Ni-P-9SiC镀层/SiCp/Al基体对应的最终接触角分别为~19°、29°、43°和113°。在Sn-3.5Ag-0.5Cu/Ni-P-(0,3,6)SiC镀层/SiCp/Al界面处形成含有Cu、Ni、Sn和P的反应层,其主要包含Cu-Ni-Sn和Ni-Sn-P相。此外,熔融的Sn-Ag-Cu合金可以通过Ni-P/SiC界面渗入Ni-P(-SiC)复合镀层与SiCp/Al基体接触。

电刷镀In/Ni组合镀层的真空摩擦学性能研究

采用电刷镀技术在中碳钢表面制备厚度约为10μm的In/Ni组合镀层。研究高真空环境下In/Ni组合镀层的减摩润滑机理和微观损伤过程,并考察不同滑动速率和法向载荷对其真空摩擦学性能的影响。结果表明:在高真空环境下,该组合镀层具有明显的减摩和抗黏附磨损性能;镀层的摩擦因数随着滑动速率和法向载荷的增大而减小;磨损率随着载荷的增加而增大,但不随滑动速率发生显著变化;该镀层在高真空下的磨损机制主要为黏着磨损和擦伤磨损。

不同方式电沉积纳米TiN/Ni复合镀层的组织和耐磨损性能

采用直流电沉积、脉冲电沉积和超声-脉冲电沉积三种方式在45钢表面制备了纳米TiN/Ni复合镀层,分析了复合镀层的组织、显微硬度以及镀层中TiN的含量,并对复合镀层的耐磨损性能进行了研究。结果表明:直流电沉积复合镀层的晶粒最粗大,超声-脉冲电沉积复合镀层的晶粒尺寸最细小;直流电沉积复合镀层、脉冲电沉积复合镀层和超声-脉冲电沉积复合镀层的显微硬度以及镀层中TiN的含量依次增大;超声-脉冲电沉积复合镀层具有最佳的耐磨损性能,其磨损量为直流电沉积复合镀层的46%,显微硬度为604.72HV,镀层中TiN的质量分数为2.27%。

Ni-P-CNTs化学镀层在酸性溶液中的电化学腐蚀行为

为了更深地认识CNTs对Ni-P镀层电化学腐蚀性能的影响,采用复合化学镀技术,通过向优化的化学镀溶液中加入碳纳米管的方法在45#钢基材上制备了Ni-P-CNTs复合镀层,并用相同工艺在45#钢基材上直接化学镀Ni-P镀层作为对比。采用SEM/EDAX,XRD和TEM综合分析了复合镀层的形貌和结构,分析表明:所得镀层以非晶结构为主,碳纳米管均匀分布在镀层中。采用动电位极化及交流阻抗技术对比研究了Ni-P-CNTs复合镀层及纯Ni-P镀层在0.5mol/L NaCl+0.05mol/L H2SO4酸性溶液中的电化学腐蚀行为,腐蚀实验结果表明:在该介质溶液中,与不含碳纳米管的Ni-P镀层相比,Ni-P-CNTs复合镀层的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度较低,耐均匀腐蚀性能得到明显改善;此外,碳纳米管的加入还明显提高了Ni-P镀层在该介质溶液中的耐点蚀性能。