正交试验法优化Ni-P-Cu-PTFE复合化学镀工艺

以Q235碳钢为基体采用化学镀方法制备了Ni-P-Cu-PTFE复合镀层,以沉积速率为考察指标采用正交试验法优化了Ni-P-Cu-PTFE配方及工艺条件,并研究了镀层的形貌、硬度、耐蚀性等。结果表明,最佳的镀液配方及工艺条件为硫酸镍30.0 g/L、硫酸铜0.8 g/L、氟化氢铵14.0g/L、次亚磷酸钠30.0 g/L、十二烷基硫酸钠0.04 g/L、硫脲0.004 g/L、柠檬酸三钠12.0 g/L、聚四氟乙烯12.0 mL/L,镀液pH值为4.5,化学镀温度80℃,施镀时间2 h。在该条件下,镀层沉积速率可达178.64 g/(m2·h),镀层硬度可达207.93 HV,获得的镀层表面致密平整,孔隙率较小,具有较好的耐蚀性。

AZ91D镁合金表面复合镀层局部腐蚀现象解析及化学镀Ni-P-Cu的研究

采用SEM-EDX和光学显微镜等分析手段,研究了AZ91D镁合金化学镀N i-P/电镀Cu/N i/Cr复合镀层盐雾试验时局部严重腐蚀的原因。研究发现,AZ91D镁合金基体的孔隙缺陷是由于其在化学镀和电镀过程中,缺陷处未能形成致密镀层而出现凹陷贯穿性的微孔所致。在此基础上,探讨了加入微量Cu的化学镀N i-P工艺,Cu能显著细化镀层胞状组织尺寸,抑制表面胞状凸起;极化曲线和盐雾测试表明Cu微合金化的N i-P镀层能明显改善N i-P化学镀层的耐蚀性能。

镀层Cu含量对Ni-P-Cu镀层性能及电化学行为的影响

通过调整镀液中Cu离子浓度和添加剂成分,得到了具有不同Cu含量的Ni-Cu-P三元镀层。使用SEM、XRD、DSC、电化学测试等设备和手段研究了镀层性能,总结了Cu含量对Ni-Cu-P镀层性能的影响。结果表明,Cu含量越高的镀层具有越小的沉积颗粒和越致密的镀层结构。Cu元素的加入会降低镀层中P的含量,增加镀层的有序度。极化曲线测试表明,由于镀层结构和化学组成的改变,Cu含量较高的镀层具有更低的孔隙率,更高的耐蚀性。交流阻抗测试证实了该结果,并表明随Cu含量增大,三元镀层的腐蚀行为随之变化。

均匀化退火对Cu-Ni-P合金组织和性能的影响

对铸态Cu-Ni-P合金进行了不同温度(850、900和950℃)保温不同时间(1、2和3 h)的均匀化退火处理,以确定合理的退火温度;在确定的合理温度下进行了不同时间的均匀化退火处理,以确定最佳的保温时间,进而得到合金最优的均匀化退火工艺。对比分析铸态和均匀化退火后Cu-Ni-P合金的组织和性能。结果表明:铸态Cu-Ni-P合金偏析严重,树枝晶杂乱分布,一次枝晶臂长明显大于二次枝晶臂,在枝晶间隙中存在着大量的第二相颗粒;铸态下合金导电率为49.5%IACS,硬度为85.6 HV,抗拉强度为204 MPa。均匀化退火能够显著消除Cu-Ni-P合金中的枝晶偏析,温度对枝晶偏析的改善效果大于保温时间,合金的最佳均匀化退火工艺为900℃×4 h;经最佳工艺处理后合金的导电率为38.9%IACS,硬度为113.8 HV,抗拉强度为290 MPa,与铸态相比,导电率有所下降,但抗拉强度和硬度分别提高了42.2%和32.9%。拉伸断口分析表明均匀化退火处理前后合金均属于韧性断裂。

M2052阻尼合金化学镀Ni-Cu-P后摩擦磨损和冲刷腐蚀性能研究

在M2052阻尼合金上化学镀Ni-Cu-P镀层,1 h后获得了厚度为9.2μm的非晶镀层。随后分析了镀层的表面和截面形貌、元素组成和相结构。对比了施镀前后样品的表面能、摩擦磨损性能和耐冲刷腐蚀性能的变化。结果表明,在化学镀Ni-Cu-P之后,M2052合金的耐蚀性能提高,与基体相比,施镀后样品的耐磨性能和耐冲刷腐蚀性能有极大改善。

Ni镀层对Cu/Al钎焊接头界面组织与力学性能的影响

为探究Ni-P镀层对Cu/Al异种金属钎焊界面反应的影响,采用化学镀方法对T2紫铜进行化学镀镍处理,使用BAl88Si药芯钎料通过感应钎焊方法钎焊Cu/Al接头。采用扫描电子显微镜和电子背散射衍射技术对接头进行微观组织观察与物相分析,并对接头进行力学性能测试,分析镀层对Cu/Al接头微观组织结构及力学性能的影响,探讨钎焊过程中不同钎焊接头的界面形成机理。结果表明:无镀层接头在界面处形成了Cu_(9)Al_(4)和CuAl_(2)两层金属间化合物,有镀层接头界面处形成了Al_(2)Ni和Al_(3)Ni金属间化合物。无镀层接头的抗拉强度可达56.4 MPa,优于有镀层接头。接头均发生脆性断裂,断裂位置从无镀层接头的CuAl2和α-Al固溶体的界面处转变为有镀层接头的Al3Ni金属间化合物处。

L360钢化学镀Ni-Cu-P在H_(2)S环境中的腐蚀性能研究

在L360钢基体上化学镀Ni-Cu-P镀层,施镀5 h后获得76μm的镀层,将试样放在H2S环境下分别浸泡4、24、72、120、240、720和1440 h后,采用显微硬度仪和光学接触角测试仪分别检测镀层的维氏硬度和接触角,采用精密天平对试样进行称重并计算腐蚀速率,采用扫描电子显微镜和光学显微镜分析了其表面和截面形貌。结果表明,L360钢化学镀Ni-Cu-P镀层后,维氏硬度由190.25 HV提高到549.78 HV,接触角由95.7°提高到113.47°,疏水性能提高,浸泡1440 h后,腐蚀速率从0.06 mg·cm^(-2)·h^(-1)降低到0.01 mg·cm^(-2)·h^(-1),耐蚀性提高。

不同剪切速率下锡银铜系/镍金焊点的断裂行为研究

对锡银铜系高可靠性焊料合金的研究虽然已经较为广泛,但是缺乏对其焊点在不同应变速率下的剪切强度和断裂模式的研究。本文将牌号为SAC305和Innolot不同成分的锡银铜系焊料合金锡膏印刷在镍金镀层(Ni(P)/Au)上回流成BGA焊点,采用DAGE4000HS焊接强度测试仪进行不同剪切速率下的剪切性能测试,并对其剪切曲线、剪切强度及断裂能进行计算和分析,再采用金相显微镜和扫描电子显微镜(SEM)对焊点界面微观结构及断口进行表征分析。结果表明:合金本身成分的差异导致焊点界面金属间化合物层(IMC层)厚度和分布存在差异,随着剪切速率的增加,SAC305和Innolot合金焊点的强度总体上都随之增加,且焊点的断裂模式由焊点基体内部的韧性断裂向界面金属间化合物脆性断裂发生转变,Innolot合金由于其他金属元素添加导致的强化作用使得其剪切强度得到较大提升而塑性损伤。

化学沉积Ni-P及Ni-Cu-P合金镀层晶化行为的比较

利用 DSC和 XRD对化学沉积 Ni- P及 Ni- Cu- P合金镀层的晶化行为进行了比较研究。结果表明 :低磷 Ni- P镀层直接转变为稳定相 Ni3P,而低磷 (高铜 ) Ni- Cu- P镀层则经生成亚稳中间相 Ni5P2 后再向稳定相 Ni3P转变 ;高磷非晶态 Ni- 12 .1% P(质量分数 ,下同 )和 Ni- 17.96 % Cu- 9.2 9% P合金镀层均先形成亚稳中间相 Ni5P2 和 Ni1 2 P5后 ,再转变为稳定相 Ni3P。但 Ni- Cu- P合金镀层转变为亚稳相的温度比 Ni- P镀层的高。

Ni-P和Ni-Cu-P化学镀层对比研究

利用SEM、DSC、XRD、中性盐雾试验和显微硬度分析等手段,对Ni10.54%P及Ni9.25%Cu10.23%P化学镀层的组织特征、相结构转变、热稳定性、耐蚀性和硬度进行了比较。结果表明:(1)两种镀层均匀致密,均为胞状结构和非晶态组织;(2)NiP镀层仅发生从非晶相向稳定的Ni3P相转变,而NiCuP镀层则先生成NiCu固溶体和亚稳中间相Ni5P2,再向稳定相Ni3P转变;(3)NiCuP镀层的热稳定性高于NiP镀层;(4)镀态和低温热处理条件下两种镀层的硬度相差不大,NiP镀层经400℃、60min热处理时硬度达到最高值981.1HV,但NiCuP镀层经500℃、60min热处理时硬度达到最高值1144.8HV;(5)镀态时NiCuP镀层的腐蚀速率只有NiP镀层腐蚀速率的2.85%;经过400℃、120min相同条件的热处理,NiCuP镀层的腐蚀速率仅为NiP镀层腐蚀速率的0.351%。

铜合金热变形行为研究

在Gleeble-1500D热力模拟试验机上采用等温压缩试验,对Cu-Ni-Si-P合金和Cu-Ni-Si-Ag合金在高温压缩变形中的流变应力行为和组织变化进行了研究。结果表明,变形温度越高,合金越容易发生动态再结晶,应变速率越小,合金也越容易发生动态再结晶,且Cu-Ni-Si-P合金的流变应力在相同条件下高于Cu-Ni-Si-Ag合金的流变应力;同时变形温度对合金显微组织影响较大,在同样条件下,Cu-Ni-Si-Ag合金的晶粒尺寸大于Cu-Ni-Si-P合金的晶粒尺寸。

芳纶纤维Ni-P/Ni-Cu-P双层化学镀的结构与形貌

采用化学镀技术,实现了芳纶纤维表面化学镀Ni-P/Ni-Cu-P的金属化处理,利用SEM、EDS和XRD分别对芳纶纤维原始样品、粗化后、施镀后及剥落层的表面形貌、镀层的成分和物相进行了分析比较,并对镀层的形成机制及剥落原因进行了分析研究。结果表明:经过预处理的芳纶纤维比表面积增大,增加了其亲水性和活性;化学镀Ni-P/Ni-Cu-P后,Ni-P镀层中镍含量降低,磷含量增多,纯镍转化为Ni3P且伴随有少量的铜的出现,整体镀层中Ni、Cu、P的原子比为8.54∶3.66∶5.59,镀层中以纯Cu、Cu3P和Ni3P为主;另外由于镀层中应力分布不均,以及P在Ni-P/Ni-Cu-P相界面的偏聚,削弱了界面的结合强度,使局部拉应力集中,造成了镀层的剥落;且化学镀铜是依靠镍离子的催化作用形成镀层的。

化学镀Ni-Cu-P镀液组成研究

应用正交设计方法,研究Ni–Cu–P化学镀液主要成分对化学沉积Ni–Cu–P合金镀层性能的影响。对Ni–Cu–P镀液体系进行了优化,获得了外观平滑、光亮和耐蚀性能好的Ni–Cu–P三元合金镀层。复合络合剂的加入有效抑制了铜的优先析出,获得了具有优异结合力的镀层。经X射线衍射分析可知,当镀液中硫酸铜的量小于0.5g/L时所得镀层为非晶态结构。

Ni-Cu-P钢耐点蚀性能的机理研究

选择Ni-Cu-P钢和碳钢各两种,在pH=10的3%(质量分数)NaCl溶液中进行极化实验,比较钢的点蚀诱发敏感性;在3%海盐水中进行间浸挂片实验,评价钢的点蚀扩展速率;利用扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)、X射线衍射(XRD)分析钢中夹杂物、腐蚀形貌和锈层的特征。结果表明:Ni-Cu-P钢比碳钢表现出更弱的点蚀诱发敏感性和更小的点蚀扩展速率。较弱的脱氧可降低碳钢的耐点蚀性能,但对Ni-Cu-P钢不产生明显影响。锈层分析结果发现,Ni-Cu-P钢和碳钢内锈层的主要成分接近,但Ni-Cu-P钢的内锈层明显比碳钢致密。Ni-Cu-P钢中Ni和P能有效降低酸化蚀坑内钢基体的腐蚀速率;Cu则有助于致密锈层的形成。

化学镀Ni-Cu-P镀层在3种腐蚀介质中冲蚀行为的研究

通过改变冲蚀介质的种类与浓度、冲蚀介质流速、冲蚀时间、冲蚀攻角等,研究了化学镀Ni-Cu-P合金镀层的耐冲蚀性能.结果表明:在(wt%)2%的氢氧化钠介质中,化学镀Ni-Cu-P合金镀层耐冲蚀性能最佳;在稀盐酸中冲蚀有以下规律:随着盐酸浓度的增加,冲蚀失重逐渐增加;随着冲蚀速度的增大,试样的冲蚀失重逐渐增加,二者之间符合指数关系,冲蚀失重的变化有一临界液体流速;在攻角为45°时冲蚀失重最大.相比化学镀Ni-P镀层,化学镀N i-Cu-P镀层具有更好的耐冲蚀性能.

氧化铝增强化学镀镍基合金涂层的性能

研究了氧化铝微粒增强化学镀镍 (铜 ,磷 )合金涂层的性能。在Al2 O3和Ni(Cu ,P)合金共沉积过程中 ,Al2 O3在溶液中的加入量增多 ,Al2 O3在镀层中的复合量逐渐提高 ;Al2 O3的复合 ,显著改变了Ni(Cu ,P)合金沉积层的组织与性能 ,使Ni(Cu ,P) Al2 O3复合材料具有更高的硬度、耐磨性和抗氧化性。

Ni-Cu-P化学镀工艺及组织结构的研究

研究了 Ni- Cu- P化学镀液主要成分、 PH值、温度以及时间等工艺参数对化学沉积 Ni- Cu- P合金镀层成分及镀速的影响。通过选择适当的镀液成分及工艺参数 ,得到了 Cu含量从 0到 5 6 .18wt%的 Ni- Cu- P合金镀层。利用 EDS和 XRD研究了镀液中硫酸铜浓度对 Ni- Cu- P合金镀层组织结构的影响。在硫酸铜浓度低于 3g/ L时 ,Ni- Cu- P合金镀层中 P含量高于 7.0 5 wt% 。

Ni-Cu-P化学镀层的制备及其耐烟气冷凝液的腐蚀性能

为了解决冷凝式燃气利用设备的腐蚀问题,采用化学镀工艺在紫铜基体上沉积Ni-Cu-P层。利用扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDX)、电子探针(EPMA)分析镀层的形貌和成分,利用极化曲线和交流阻抗谱考察了紫铜基材及其Ni-Cu-P镀层在15℃和60℃煤气烟气冷凝液中的耐腐蚀性能。结果表明:Ni-Cu-P化学镀层表面均匀平滑,Ni和P元素分布均匀,并均匀沉积有少量Cu元素;在15℃烟气冷凝液中,紫铜基材和镀层的自腐蚀电位、自腐蚀电流密度接近,阻抗值差异不大,耐蚀性相当;在60℃烟气冷凝液中,Ni-Cu-P镀层的自腐蚀电位比紫铜基材的低,自腐蚀电流密度远小于紫铜基材,阻抗值远大于紫铜基材,耐腐蚀性能更好,更适合用作烟气冷凝器冷凝表面的耐腐蚀材料。

Cu含量对Ni-Cu-P化学镀层组织结构和性能影响

利用化学镀法制备出Ni-Cu-P合金镀层,研究了镀液中CuSO4·5H2O含量对合金镀层沉积速率和成分的影响。通过XRD和SEM表征了不同CuSO4·5H2O质量浓度下Ni-Cu-P合金镀层的组织结构和表面形貌,运用极化曲线评价了合金镀层在质量分数为3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能。结果表明,随着镀液中CuSO4·5H2O质量浓度的增加,镀层沉积速率和P含量不断下降,Ni-P镀层中P的质量分数为14.98%。当镀液中CuSO4·5H2O质量浓度为1.0 g/L时,P的质量分数为4.21%;镀层中Cu的含量随着镀液中CuSO4·5H2O含量的增加而增加。当添加量为1.0 g/L时,镀层中Cu的质量分数达19.04%;镀层的结晶度随着Cu含量的上升不断增大,Cu的加入使镀层的表面形貌更加光滑;镀层的耐蚀性能随着镀液中CuSO4·5H2O含量的增加先上升后下降,当镀液中CuSO4·5H2O质量浓度为0.4 g/L时,Ni-Cu-P镀层表现出最优的耐蚀性能。

化学镀Ni－Cu－P合金的工艺及镀层性能研究

探讨了化学镀Ｎｉ－Ｃｕ一Ｐ合金的镀液组成及工艺条件，并采用Ｘ射线衍射和弯曲法，研究了Ｎｉ－Ｃｕ－Ｐ镀层的组织结构和镀层结合力，结果表明，所研究的镀液组成，在适当工艺条件下，能够实现Ｎｉ、Ｃｕ离子的共沉积，并得到良好质量的合金镀层。经４００℃热处理，镀层中有和相析出，同时硬度达到最大值。镀态下，该镀层具有良好的结合力，且随镀层中铜含量的增加和热处理温度的提高，镀层结合力能得到进一步改善。