基于AR模型的Ni-TiN纳米镀层显微硬度预测研究

以前期研究工艺参数为基础,利用超声-电沉积的方法制备Ni-TiN纳米镀层。采用X射线衍射仪(XRD)、高分辨电子显微镜(HRTEM)及纳米压痕仪(NI)对Ni-TiN纳米镀层的组分、显微组织和显微硬度进行观察和分析;利用AR模型对Ni-TiN纳米镀层的显微硬度进行预测。结果表明,在Ni-TiN纳米镀层中,存在Ni和TiN两相;当超声功率为200W、TiN浓度为4g/L时,镀层中镍晶粒和TiN粒子的平均粒径分别为50和30nm。利用AR模型可以对Ni-TiN纳米镀层的显微硬度进行预测,且预测结果的最大相对误差为3.22%。

钻井泥浆泵活塞表面多场耦合电沉积Ni-TiN纳米镀层研究

采用多场耦合电沉积方法,在钻井泥浆泵活塞表面制备Ni-TiN纳米镀层。利用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、摩擦磨损试验机对Ni-TiN纳米镀层微观组织结构和耐磨性能进行研究。XRD分析表明,在钻井泥浆泵活塞试样表面存在金属镍晶粒和TiN粒子。当复合镀液中TiN粒子为6 g/L时,Ni-TiN纳米镀层中镍晶粒和TiN粒子的平均粒径分别为65.5 nm和38.6 nm。AFM分析表明,当TiN粒子浓度为6 g/L时,镀层表面镍晶的平均粒径最小,其均方根表面粗糙度(RMS)为44.077 nm。摩擦磨损实验测试表明,当复合镀液中TiN粒子为6 g/L时,Ni-TiN纳米镀层的磨损量和摩擦系数都最小,其最小磨损量和摩擦系数分别为34.7 mg和0.44。

基于RBF神经网络的Ni-TiN纳米镀层腐蚀速率预测研究

采用电沉积法在T8钢试样表面制备Ni-TiN纳米镀层,在正交试验基础上,通过RBF神经网络对Ni-TiN纳米镀层的腐蚀速率进行预测研究。利用原子力显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪对镀层腐蚀前后的表面形貌及镀层物相组成进行分析。结果表明:当TiN粒子质量浓度为9 g/L、镀液温度为40℃、电流密度为0.6 A/dm^2时,RBF神经网络预测的腐蚀速率为3.152 mg/m^2·h,而实测值为3.163 mg/m^2·h,相对误差仅为0.35%;镀层表面较平整,颗粒较细小。腐蚀实验后,镀层的腐蚀坑较小且无明显腐蚀产物,耐腐蚀性能良好。

工艺参数对脉冲电沉积Ni-TiN纳米镀层微观组织和性能的影响

电沉积技术是一种方便、高效、低成本制备金属基纳米镀层的方法,其工艺参数直接决定金属基纳米镀层的微观组织及性能。为系统研究电沉积工艺参数对金属基纳米镀层表面形貌、显微组织、力学性能及耐磨损性能的影响规律,本实验采用脉冲电沉积制得Ni-TiN纳米镀层,并利用透射电镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)、摩擦磨损试验机研究了工艺参数对Ni-TiN纳米镀层的显微结构、显微硬度和性能的影响。结果表明,当电流密度为4A/dm^2时,Ni-TiN纳米镀层的显微硬度为984.7HV,TiN微粒复合量为8.69%(质量分数)。采用不同脉冲频率制得的Ni-TiN纳米镀层,其晶面原子呈现不同方向的面心立方晶格结构。当脉冲频率为200Hz时,Ni-TiN纳米镀层中Ni和TiN的平均粒径分别为87.2nm和34.6nm。当脉冲占空比为20%时,Ni-TiN纳米镀层的显微硬度为980HV,其平均磨损量为7.56mg/mm2。

脉冲电沉积参数对Ni-TiN纳米镀层耐蚀性影响

用脉冲电沉积技术制备Ni-TiN纳米镀层,用中性盐雾试验法腐蚀纳米镀层,后使用电化学工作站测试Ni-TiN纳米镀层的耐腐蚀性能,用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对脉冲电沉积制得镀层显微组织结构进行测试分析,以此确定Ni-TiN纳米镀层制备过程中脉冲电沉积参数对该镀层耐腐蚀性的影响。结果表明:随电沉积电流密度增大,占空比增加,镀层中TiN粒子复合量先增大后减小,极化曲线中自腐蚀电位逐渐偏向正电位而后逐渐远离。在沉积电流密度为2.5 A/cm^2、占空比为50%时获得的纳米镀层在腐蚀试验通过SEM进行观察,此工艺参数下制备的镀层微观形貌表现更佳,耐腐蚀性最优。说明适宜的脉冲电沉积参数可显著提高Ni-TiN纳米镀层中TiN粒子的复合量和镀层的耐腐蚀性。经EDS分析证实,Ni-TiN纳米镀层的耐腐蚀性与镀层中TiN粒子复合量呈正相关。

汽车轴承用GCr15钢表面制备Ni-TiN纳米镀层研究

采用超声波辅助电沉积方法在GCr15钢表面制备了Ni-TiN纳米镀层,并利用摩擦磨损试验机、显微电子天平、扫描电镜、X射线衍射仪等仪器对Ni-TiN纳米镀层的磨损量、表面形貌及物相组成情况进行分析。结果表明,当超声波功率为150 W时,镀层磨损量达到最小值1.1 mg。Ni-TiN纳米镀层的平均显微硬度为648.5 Hv,其平均摩擦因数约为0.45。Ni-TiN纳米镀层主要存在Ni、Ti、N等元素,且Ni元素衍射角分别位于44.8,52.2和76.8°处,TiN粒子的衍射角位于36.7,42.6和61.8°。

超声-喷射电沉积法制备Ni-TiN纳米镀层的试验研究

采用超声-喷射电沉积方法在45#钢表面制备Ni-TiN纳米镀层,并利用电化学工作站和中性盐雾试验对镀层的耐蚀性能进行研究,用扫描电镜和X射线衍射仪对Ni-TiN纳米镀层表面形貌和元素组成进行分析。结果表明:当超声波功率为150W时,经20天腐蚀后的镀层试样表面较为平整、紧密;随着腐蚀周期的增加,超声波功率150W下制备的Ni-TiN纳米镀层腐蚀失重量增加速度最慢; XRD分析结果证明了TiN粒子的存在,且当超声波功率为150W时,Ni-TiN纳米镀层衍射峰较强,说明此镀层中TiN粒子复合量较高。

基于BP神经网络的脉冲电沉积Ni-TiN纳米镀层腐蚀行为预测研究

采用脉冲电沉积方法在A3钢表面制备Ni-TiN纳米镀层,利用扫描电镜、电子分析天平、X射线光电子能谱分析仪等设备对Ni-TiN纳米镀层腐蚀行为进行研究,用BP神经网络模型预测Ni-TiN纳米镀层腐蚀失质量。结果表明:当脉冲频率为500 Hz、TiN粒子的质量浓度为8 g/L和电流密度为4 A/dm2时,Ni-TiN纳米镀层镍晶粒细小、结构精细、致密性较高、耐蚀性较好,镀层中元素Ti和Ni的原子数分数分别为20.1%和51.4%;BP神经网络预测Ni-TiN纳米镀层腐蚀失质量的相对误差较小,最大均方误差(MSE)仅为9.8%。

多场耦合参数对电沉积Ni-TiN纳米镀层性能的影响

利用多场耦合电沉积技术制备Ni-TiN纳米镀层,获得良好的高硬度、耐磨性好的复合镀层材料。研究多场耦合沉积的主要参数阴极电流密度、超声波功率和磁场强度对显微硬度、耐磨性的影响。结果表明,随镀液中磁场强度、阴极电流密度和超声波功率的增加,Ni-TiN纳米镀层中的显微硬度呈先增加后减小的变化趋势,而镀层的磨损量与之相反。多场耦合电沉积的最优工艺参数组合为阴极电流密度1.5 A/dm^2、超声波功率200 W、磁场强度0.6 T。在最佳工艺参数下制备的Ni-TiN纳米镀层表面粗糙程度较小,晶粒较细致,组织均匀度较好。

多场耦合沉积Ni-TiN纳米镀层的制备及表征

采用超声波场、磁场及电场等多场耦合电沉积方法,在40Cr钢表面制备Ni-TiN纳米镀层。使用扫描电子显微镜、高分辨率电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射仪及摩擦磨损试验机研究Ni-TiN纳米镀层的表面形貌、显微组织、物相组成及耐磨性能。结果表明:当多场耦合工艺参数TiN纳米粒子的质量浓度为8 g/L、阴极电流密度为2.5 A/dm2、脉冲占空比为40%、超声波功率为200 W、磁场强度为0.8 T,Ni-TiN纳米镀层表面较为平整,TiN粒子在镀层中均匀分布,镍晶粒明显细化,镀层表面粗糙度Ra为24.645 nm;在此工艺参数下,Ni-TiN纳米镀层的摩擦因数值最小,为0.35,其磨损量达到最小值,为50.8 mg,说明该镀层具有良好的耐磨性能。

超声-电沉积Ni-TiN纳米镀层制备及表征研究

通过超声-电沉积方法,在45钢基体表面制备Ni-TiN纳米镀层。利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度及电化学工作站对Ni-TiN镀层的表面形貌、显微硬度以及耐腐蚀性能进行研究。结果表明:当超声波功率为200 W时,镀层表面颗粒组织进一步细化,且起伏较小,表面较为平整,其显微硬度达到最大值,为735.7HV;采用超声波功率为100 W和200 W制备的Ni-TiN纳米镀层,其腐蚀电流分别为1.549×10-4A/cm^2和6.368×10-5A/cm^2,TiN粒子平均粒径分别为83.1 nm和69.8 nm。

制备工艺对Ni-TiN纳米镀层晶体结构及耐腐蚀性能的影响

分别采用电沉积法、超声波-电沉积法及电磁场-超声波场-电沉积方法制得Ni-TiN纳米镀层,利用原子力显微镜(AFM)、高分辨率透射电镜(HRTEM)及电化学综合测试仪对纳米镀层的晶体结构和耐腐蚀性能进行研究。结果表明,采用ED,USED和MUSED制备Ni-TiN纳米镀层的均方根表面粗糙度为181.74,114.65,58.18 nm;MUSED制备的镀层中,镍晶粒和TiN粒子的平均粒径为45.9,28.3 nm。

喷射电沉积Ni-TiN纳米镀层制备及其仿真研究

采用喷射电沉积法,以不同喷射参数在Q235钢表面制备Ni-TiN纳米镀层,并综合正交试验、Fluent软件对镀液喷射过程仿真模拟结果,得到制备Ni-TiN纳米镀层的最佳喷射参数组合。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电化学工作站、摩擦磨损试验机等设备,观察分析镀层显微组织结构、测试镀层耐腐蚀与耐磨性,通过与仿真结果进行比对,验证仿真结果的准确性。结果表明:5#试样制备参数最佳,其参数是喷嘴出口直径为6 mm,喷嘴收缩角为45°,喷射压力为8 MPa;试样表面平整光滑、镀层结构致密,几乎无空隙,耐磨及耐腐蚀性能皆较强。

基于ENEPIG镀层的无压纳米银膏烧结失效分析

总结了在化学镍钯浸金(ENEPIG)镀层上采用纳米银膏进行无压烧结时出现的失效模式。通过分析烧结镀层的微观形貌及力学性能,确认界面污染、烧结不充分及镀层缺陷是导致烧结失效的主要原因。应特别关注镍原子向镀层表面扩散导致的烧结失效风险。为保证烧结质量的稳定性和可靠性,需要充分重视界面的洁净度,对芯片、基板的存储条件和存储寿命实施严格管控,还需要优化烧结曲线,充分考虑溶剂释出所需时间、烧结峰值温度及其停留时间、降温速率等因素。研究结果为纳米银膏的无压烧结研究提供了新的理论参考。

纳米TiN粒子在Ni-TiN复合镀层中的作用研究

通过对超声-电沉积Ni-TiN复合镀层的研究,探讨了纳米TiN粒子对Ni-TiN复合镀层的表面形貌、成分、硬度、耐磨性能以及耐腐蚀性能的影响。结果表明,含有纳米TiN粒子的Ni-TiN复合镀层,不仅具有细密的显微结构,而且表现出优良的性能,如较高的硬度以及良好的耐磨性能和耐腐蚀性能。Ni-TiN复合镀层的磨损量大约为纯镍镀层的1/5,其平均腐蚀速率为纯镍镀层的1/3左右,20钢的1/5。

热处理温度对纳米Ni-TiN复合镀层的影响

恰当的热处理工艺参数是提高纳米Ni-TiN复合镀层性能的关键因素。采用超声-脉冲电沉积的方法制备了纳米Ni-TiN复合镀层,分析了热处理温度对Ni-TiN复合镀层的表面形貌、显微硬度、耐磨性能以及结合强度的影响规律。研究表明:热处理温度对镀层的耐腐蚀性和镀层与基体的结合力都有重要的影响,当热处理温度为400℃时,纳米Ni-TiN复合镀层不仅具有平整的表面,而且具有优良的耐腐蚀性;而镀层的结合强度在300℃时最佳。

电流作用方式对Ni-TiN纳米复合镀层耐蚀性的影响

分别采用直流、单脉冲、正负脉冲三种电流作用方式,在45#钢基体上制备了Ni-TiN纳米复合镀层。研究了不同电流作用方式下所得镀层的表面形貌和耐蚀性。结果表明:在正负脉冲电流方式作用下得到的镀层具有最致密的组织,并且耐蚀性最佳。

超声电沉积Ni-TiN纳米复合镀层的摩擦磨损性能

用超声电沉积法在45钢基体上制备Ni-TiN纳米复合镀层,研究了超声功率和电流密度对该复合镀层摩擦磨损性能的影响。结果表明:超声功率为300 W、电流密度为4 A/dm^(2)时,摩擦系数和磨损量均达到最低值,具有最佳的摩擦磨损性能。

电沉积工艺参数对Ni-TiN-CeO_2二元纳米复合镀层中粒子复合量的影响

采用超声-脉冲电沉积法制备了Ni-TiN-CeO2二元纳米复合镀层,研究了工艺参数对镀层中CeO2及TiN粒子复合量的影响,并对镀层的表面形貌及成分进行了测试和分析。结果表明,超声-脉冲电沉积Ni-TiN-CeO2纳米复合镀层的最佳工艺参数为阴极电流密度4A/dm2,TiN粒子添加量15g/L,CeO2粒子添加量40g/L,正向脉冲占空比20%,超声波功率180W。在该工艺条件下,可获得CeO2质量分数为3.3%、TiN质量分数为4.4%的Ni-TiN-CeO2二元纳米复合镀层。同时,TiN与CeO2二元纳米粒子的加入,充分发挥了两种纳米粒子复合的协同效应,优化了粒子与基质金属的共沉积方式,大大改善了镀层质量。

占空比对氨基磺酸盐制备Ni-TiN纳米复合镀层性能的影响

目的进一步提高电沉积制备Ni-TiN纳米复合镀层的性能。方法选用氨基磺酸盐镀液体系,利用超声脉冲方法在3Cr13基体上电沉积Ni-TiN纳米复合镀层,研究占空比对纳米复合镀层TiN含量、表面形貌、显微硬度、微观结构的影响。结果随着占空比增加,镀层的硬度和纳米TiN含量先增加,后降低,镀层织构衍射强度增加,结晶度提高,衍射峰变窄。在占空比为0.2时,镀层TiN含量和硬度达到最大值,TiN质量分数为3.85%,硬度为580HV0.1,且镀层表面平整、致密。结论在一定的平均电流密度下,采用合适的占空比可以获得表面平整、致密的Ni-TiN纳米复合镀层。纳米TiN的共沉积影响了镍的结晶过程,不同占空比下制备的镀层中纳米TiN含量不同,引起了镀层晶格畸变,织构发生明显变化,性能改变。