纳米压痕法研究n-Al_2 O_3／Ni复合镀层的微观力学性能

应用纳米压痕法测试钢基体上n-Al2O3／Ni复合电刷镀层的硬度、弹性模量以及抗蠕变等性能,研究了镀层力学性能随镀层厚度的分布规律。结果表明,在整个厚度范围内复合镀层的力学性能一致,无明显的梯度分布。镀层内部存在缺陷的区域硬度和弹性模量降低,特别是枝状晶内部的组织疏松引起较大区域的性能降低, 而枝状晶交界处形成的空隙对周围镀层性能没有明显影响。复合镀层的平均硬度和弹性模量分别为6．34GPa 和161GPa,硬度为钢基体的2．4倍,复合镀层的压痕蠕变与传统单轴压缩蠕变过程相似,稳态蠕变速率约 0．1 nm／s。

n-Al_2O_3/Ni复合镀层的组织与接触疲劳行为

利用SEM和TEM分析了nAl2O3/Ni复合镀层的表面形貌和微观组织,研究了该镀层的接触疲劳行为。结果表明,复合刷镀层的表面形貌细腻,镀液中纳米Al2O3颗粒含量较低时这些颗粒在镀层中呈弥散分布,而含量较高时存在一定的团聚。随着镀液中纳米Al2O3颗粒含量的增加,复合镀层的接触疲劳寿命逐渐增加,含量为20g/L时达到最大,约为190万次,是纯镍镀层的1.5倍;含量进一步增加时,寿命急剧降低。失效分析表明,纯镍镀层的疲劳断口发生强烈的塑性变形;镀液中纳米Al2O3颗粒含量为40g/L时,复合镀层的疲劳断口呈现脆性断裂特征。

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.

n-Al2O3^P／Ni复合刷镀层的组织和摩擦磨损特性

研究了镍基纳米Al2O3复合电刷镀镀层(n—Al2O3^P／Ni)的组织特征及摩擦磨损特性，并与快镍刷镀层(Ni)进行了比较。结果表明：n—Al2O3^P/Ni复合刷镀层表面粗糙度更小，组织更致密；镀层摩擦因数随镀液中纳米粒子含量增加稍有增大；n—Al2O3在复合刷镀层中弥散分布，与基相结合良好；复合刷镀层的耐磨性能明显优于Ni刷镀层。镀液中n—Al2O3含量为20g／L时，复合刷镀层具有最佳耐磨性能。

电沉积Ni-La_2O_3纳米复合镀层的摩擦磨损性能

用复合电沉积方法制备了Ni-La2O3纳米复合镀层,研究了La2O3纳米颗粒含量对纳米复合镀层摩擦磨损性能的影响,并用扫描电子显微镜分析了其磨损机理.结果表明,在干摩擦条件下,随着La2O3纳米颗粒含量的增加,纳米复合镀层的摩擦系数降低,耐磨性能提高;La2O3质量分数为3.1%的纳米复合镀层的摩擦系数最低,耐磨性能最佳;纯Ni镀层呈现严重的粘着磨损特征,而纳米复合镀层主要呈现轻微磨粒磨损特征.

电沉积方式对Ni-nanoAl2 O3复合镀层组织结构和耐蚀性能的影响

利用直流、单脉冲和双脉冲电沉积制取Ni-nanoAl2O3复合镀层。研究电镀方式对复合镀层组织结构和耐蚀性的影响,并用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射等测试方法分析Ni-nanoAl2O3复合镀层的截面形貌和组织结构。测量试样在质量分数3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能。研究结果表明,制备方法对镀层基质金属晶粒尺寸有较大影响,表现在双脉冲电沉积获得的复合镀层基质金属的晶粒最小为24 nm左右,直流复合镀层基质金属的晶粒最大为38 nm;3种方法获得的粒子含量相近的复合镀层双脉冲镀层耐蚀性能最好即Icorr=2.8×10-7A,Ecorr=-0.225 V,直流镀层最差即Icorr=3.16×10-6A,Ecorr=-0.328 V。

电沉积Co-Ni-Al_2O_3复合镀层微观结构及高温性能

在氨基磺酸盐电解液中,利用复合电沉积技术制备得到了Co-Ni合金基中弥散分布Al2O3颗粒的金属基复合镀层。通过SEM,AFM以及XRD等分析测试方法,研究了Co-Ni-Al2O3复合镀层的表面形貌和微观晶体结构。结果发现:Co-Ni-Al2O3的表面形貌和微观晶体结构主要受镀层中钴含量的影响。高钴含量复合镀层具有Hcp结构,其表面形貌比具有Fcc结构的低钴含量镀层的表面更加均匀细致。Al2O3颗粒在Co-Ni合金中的共沉积,没有改变合金固溶体的相组成,但却改变了各晶面的优势生长。通过研究复合镀层的硬度、高温耐磨性、高温抗氧化性、热膨胀系数和热导率表明:Co-Ni-Al2O3具有较好的高温耐磨性和高温抗氧化能力,并且高钴含量的复合镀层相对于低钴镀层具有较低的热膨胀系数和较高的热导率。

化学镀Ni-P/纳米Al_2O_3复合镀层结构及性能研究

通过化学复合镀工艺制备了Ni-P/纳米Al2O3复合镀层。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对复合镀层的表面形貌及结构进行了测试,研究了纳米Al2O3添加剂、Al2O3复合量质量分数、热处理等工艺条件对Ni-P/纳米Al2O3复合镀层结构与性能的影响。结果表明,Ni-P/纳米Al2O3复合镀层的硬度和耐磨性高于Ni-P合金镀层,而且随着Al2O3复合量的增大镀层硬度和耐磨性增加。当纳米Al2O3复合量质量分数为10.1%时,Ni-P/纳米Al2O3复合镀层的硬度较Ni-P合金镀层增大28%,磨损失重减少20%以上。400℃热处理后,复合镀层结构由非晶态转变为晶态,镀层硬度由570HV增大到1185HV,耐磨性也进一步提高。

飞机起落架作动筒内壁n-Al_2O_3/Ni-Cr复合电刷镀修复

分析了飞机起落架作动筒内壁磨损失效的原因,采用n-Al2O3/Ni-Cr复合刷镀技术,对磨损部位进行了修复,以提高镀层与基体、镀层与工作层间的结合力。结果表明:修复层的硬度及耐磨性与原件相当,该工艺方法简单、可靠。

超声电沉积法制备Ni-Y_2O_3纳米复合镀层的工艺

Y2O3-Ni复合电沉积层性能优异,用途颇多,但目前有关这方面的研究报道较少。采用超声波技术电沉积制备了Ni-Y2O3纳米复合镀层,考察了制备工艺参数对复合镀层中Y2O3含量和镀层硬度的影响,采用环境扫描电子显微镜(ESEM)对纳米复合镀层的表面形貌进行了分析。结果表明,Y2O3添加量20g/L、JC2A/dm2、超声波功率300W时,复合镀层的表面组织均匀致密、晶粒细小且显微硬度较高;超声波空化作用产生的微射流可以减少纳米颗粒团聚,提高镀层的性能。

超声-电沉积Ni-纳米Al_2O_3复合镀层耐蚀性能研究

采用超声-电沉积法,在20#钢上制备N i-纳米A l2O3复合镀层。通过将试验样片恒温25℃静态全浸泡在pH=3.5、NaC l的质量分数为5%的溶液中浸泡210h的方法,研究脉冲电流密度、脉冲占空比、超声波功率、纳米A l2O3颗粒浓度等工艺参数对纳米复合镀层耐蚀性能的影响。利用扫描电镜(SEM)观察复合镀层表面形貌及测量复合镀层的断面厚度;利用理学D/max2400型X射线衍射仪(XRD)确定镀层中含有第二相纳米A l2O3粒子。

电沉积Ni-W-Al_2O_3复合镀层工艺与性能研究

研究了电沉积Ni W Al2 O3工艺 ,并探讨了Al2 O3粒子对镀层硬度和耐磨性的影响。结果表明 ,加入Al2 O3粒子使Ni W合金镀层硬度明显提高 ,而耐磨性则大幅度提高 ;经 40 0℃、1h热处理后 ,在本实验条件下镀层耐磨性提高 5倍以上。

TC4合金表面Ni-SiC-Y_2O_3复合镀层的摩擦磨损性能

为提高TC4合金表面耐磨性能,采用复合镀方法在其表面制备Ni-SiC-Y_2O_3复合镀层,研究镀层的组织结构及其在常温和高温下(600℃)下的摩擦磨损行为。结果表明,所制备的Ni-SiC-Y_2O_3复合镀层组织致密且与基体结合紧密,主要由Ni基体和弥散分布其中的SiC颗粒及微量Y_2O_3混合组成。镀层的硬度明显高于TC4基体合金,且由表向内呈梯度降低趋势。与GCr15对摩时,Ni-SiC-Y_2O_3复合镀层在常温和600℃均具有一定程度的减磨作用,并且耐磨性能明显优于TC4基体合金。镀层在常温下的磨损失重显著低于TC4基体合金,此时其磨损机制可以归结为疲劳磨损和轻微的氧化磨损;随磨损温度升高至600℃,镀层的磨损失重明显增大,此时的磨损机制为严重的氧化磨损、削层磨损和疲劳磨损。

化学镀Ni-P-W/Al_2O_3复合镀层与NdFeB基体的结合强度研究

采用化学镀方法,在NdFeB磁性材料表面施镀Ni-P-W/Al2O3复合镀层,观察了镀层表面的微观形貌,测定了镀层的相组成,并且对基体与镀层间的结合强度进行了测试。结果表明:形成了胞状交叠的致密Ni-P-W/Al2O3复合镀层,纳米Al2O3颗粒弥散分布于Ni-P-W合金中;Al2O3颗粒与Ni-P-W共沉积有利于提高镀层与基体间的结合强度,镀液中Al2O3的质量浓度为5～10g/L时,基体与镀层间的结合强度最好。

电刷镀n-Al_2O_3/Ni-Co镀层组织与性能的研究

针对镀硬铬中污染环境和危害人体健康的六价铬,为实现清洁生产,改善生态环境,开展了电刷镀n-Al2O3/Ni-Co纳米复合镀层的研究。测试了纳米微粒的质量浓度对n-Al2O3/Ni-Co纳米复合镀层表面形貌和硬度的影响;并对比了n-Al2O3/Ni-Co纳米复合镀层和硬铬镀层的硬度、耐磨性能和抗高温氧化性能;利用XRD测定了n-Al2O3/Ni-Co纳米复合镀层的结构和晶粒尺寸。研究结果表明:纳米微粒的质量浓度为20 g/L时,镀层具有最优的表面形貌和硬度;室温条件下,n-Al2O3/Ni-Co纳米复合镀层的硬度和耐磨性能都明显优于硬铬镀层的;高温条件下,n-Al2O3/Ni-Co纳米复合镀层的抗高温氧化性能与硬铬镀层的相当。

Ni-P/纳米Al_2O_3复合镀层的制备及其耐磨性能

在化学镀Ni-P合金溶液中加入纳米Al2O3微粒,通过化学沉积法制备Ni-P/纳米Al2O3复合镀层。用扫描电子显微镜(SEM)观察复合镀层的表面形貌,用显微硬度计和平磨机测试Al2O3复合量、热处理等工艺条件对Ni-P/纳米Al2O3复合镀层硬度及耐磨性能的影响。结果表明,复合纳米Al2O3粒子后,Ni-P合金镀层的硬度和耐磨性显著提高,而且随着Al2O3复合量的增大镀层硬度和耐磨性不断增加。当纳米Al2O3复合量为10.1%时,Ni-P/纳米Al2O3复合镀层的硬度较Ni-P增大28%,磨损质量损失减少20%以上。400℃热处理后,复合镀层的硬度由570HV增加到1180HV。

Ni-P/n-Al_2O_3化学复合镀镀液及工艺研究

以电位和镀速为评价指标,通过正交实验和单因素实验,确定了Ni-P/n-Al2O3化学复合镀的最佳工艺配方为:温度85～95 ℃,气体搅拌,pH值为4.5～5.所得镀液的最佳组成为:ρ(次亚磷酸钠)为21 g/L, ρ(柠檬酸钠)为14 g/L,ρ(苹果酸)12 g/L,ρ(添加剂丁二酸)5 g/L,ρ(氧化铝)8 g/L.通过级差分析得到镀液配方中各因素对镀层耐蚀性能的影响次序为:柠檬酸>次磷酸酸钠>纳米氧化铝>添加剂>苹果酸.扫描电镜研究表明,镀层均匀致密,为明显的胞状物;X-射线衍射实验证实,复合镀层的结构为非晶态.与Ni-P镀层相比,Ni-P/n-Al2O3化学复合镀镀层在质量分数分别为3.5%的氯化钠、10%的稀盐酸和10%的稀硫酸溶液中的耐蚀性能有了明显的提高.

表面活性剂对Ni-P-Al_2O_3复合镀层性能的影响

目的改善Ni-P-纳米Al2O3复合镀层的均匀性,提高其耐蚀性能。方法采用化学镀法在Q235钢表面制备Ni-P纳米Al2O3复合镀层,分析纳米Al2O3添加量（0~10 g/L）对镀层形貌的影响。施镀过程中选用不同种类的表面活性剂来分散纳米Al2O3,通过XRD分析镀层的相组成,采用SEM、EDS研究镀层形貌和成分,通过测量施镀前后纳米Al2O3的Zeta电位来研究非均一镀液的稳定性和纳米粒子的分散性能,利用电化学阻抗手段研究镀膜样品在3.5%Na Cl水溶液中的耐蚀性能,从而分析镀液中表面活性剂的种类和用量对复合镀层的影响。结果随着镀液中纳米粒子添加量的增加,镀层中Al2O3含量先增加后趋于稳定,同时镀层表面纳米Al2O3团聚现象也随之加剧。添加一定量表面活性剂之后,镀层变得均匀,纳米粒子团聚减少,其中阳离子表面活性剂（十六烷基三甲基溴化铵）在低浓度下就能对纳米Al2O3分散产生显著作用,而阴离子表面活性剂（十二烷基苯磺酸钠）需在较高浓度下才能达到相似效果。结论当镀液中阴离子表面活性剂用量为1.25cmc,Al2O3添加量为6 g/L时,镀层最为均匀,且样品在3.5%Na Cl水溶液中耐蚀性能最好。

功率超声在电沉积Ni/纳米Al_2O_3复合镀层中应用

研究功率超声在纳米电沉积技术中的作用机理。结果表明 ,在电沉积Ni/纳米Al2 O3 复合镀层过程中 ,引入功率超声可有效解决纳米Al2 O3 粒子在镀液中的分散问题 ,使纳米Al2 O3 粒子均匀分布在复合镀层中 ,促进纳米Al2 O3 粒子与镀层基质金属的共沉积 。

占空比对高频脉冲电沉积(Ni-Co)/纳米Al_2O_3复合镀层的影响

采用高频脉冲电沉积法制备(Ni-Co)/纳米Al2O3复合镀层,研究了占空比对复合镀层沉积速率、成分、形貌及表面显微硬度的影响。结果表明:随着占空比由0.3提高至0.5,复合镀层的沉积速率增加,晶粒尺寸变大,表面变粗糙,并且Co含量降低,Ni含量增加,纳米Al2O3颗粒含量变化不明显,Co含量的降低导致硬度降低。