复合电刷镀镍–钨–钴–纳米碳化硅及其性能

采用电刷镀工艺在45钢表面制备了Ni-W-Co-n-Sic(纳米碳化硅)复合镀层,镀液组成和工艺条件为:NiSO_4·7H_2O 393 g/L,Na_2WO_4·2H_2O 23 g/L,H_3BO_3 31 g/L,柠檬酸42 g/L,Na_2SO_4 6.5 g/L,CoSO_4·7H_2O 3 g/L,NaF 5g/L,n-SiC 0~30 g/L,温度25~45℃,pH 1.4~2.4,电压5~7 V,镀笔速率0.8 m/s,时间25 min。以Ni-W-Co合金镀层的外观为指标,筛选得到较适合的复合电刷镀电压为6 V。研究了镀液n-SiC含量对镀层的组织结构、显微硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明,镀液中n-SiC含量为15~25 g/L时,可以获得颗粒均匀分布、无微裂纹的Ni-W-Co-n-SiC复合镀层。随镀液中n-SiC含量增大,复合镀层的晶化程度、Ni固溶度和显微硬度均提高,耐磨性改善,但摩擦因数的变化不大。     

电沉积方式对镍–铬–钼合金镀层性能的影响

分别采用直流(DC)、单脉冲(PC)和换向脉冲(PRC)方式在Q235钢表面制备Ni–Cr–Mo合金镀层。镀液组成为:NiSO_4·6H_2O 131.4 g/L,CrCl_3·6H_2O 13.3 g/L,Na_2MoO_4·2H_2O 12.1 g/L,柠檬酸铵145.9 g/L,尿素60 g/L,抗坏血酸8.8 g/L,H_3BO_3 14 g/L,NH_4Br 10 g/L,十二烷基硫酸钠0.1 g/L。对比了采用不同方式电沉积所得Ni–Cr–Mo合金镀层的外观、表面形貌、元素组成、沉积速率、表面粗糙度和耐蚀性。3种方式电沉积所得合金镀层的外观均良好。单脉冲和换向脉冲电沉积合金镀层的组成相近,直流电沉积合金镀层的镍、钼含量比它们高,但铬含量较低。换向脉冲电沉积合金镀层的微观表面最均匀、致密,粗糙度最低(0.587μm),耐蚀性最好。     

pH对化学复合镀镍–磷–聚四氟乙烯性能的影响

考察了pH对45钢上化学复合镀Ni–P–聚四氟乙烯(PTFE)沉积速率和镀层孔隙率、磷含量、表面形貌、耐蚀性、显微硬度和摩擦因数的影响。镀液组成和工艺条件为:NiSO_4·6H_2O 25 g/L,NaH_2PO_2·H_2O 30 g/L,无水乙酸钠20 g/L,柠檬酸20 g/L,硫脲2 mg/L,氟碳型表面活性剂18 mg/L,PTFE 1.0 g/L,温度85℃,时间1 h。pH为5.0时,沉积速率为15.93μm/h,所得为高磷(质量分数8.34%)复合镀层,其显微硬度为163.3 HV,摩擦因数0.25,能耐中性盐雾腐蚀24.5 h。     

电镀制备镍–碳化钨复合电极及其抗电蚀性能

采用复合电镀工艺在纯铜棒表面制备了Ni–WC复合镀层。镀液组成和工艺条件为:NiSO_4·6H_2O 250~300 g/L,NiCl_2·6H_2O 40~50 g/L,H_3BO_3 30~45 g/L,十二烷基硫酸钠0.05 g/L,WC微粒(平均粒径400 nm)25~45 g/L,温度30~50°C,电流密度2.0~4.0 A/dm2,时间4 h。研究了WC添加量、阴极电流密度及镀液温度对Ni–WC复合镀层的WC含量和显微硬度的影响。WC添加量为35 g/L,镀液温度为40°C和阴极电流密度为3.0 A/dm~2,所得Ni–WC复合镀层的厚度为103μm,WC质量分数为29.95%,显微硬度为322.4 HV。分别采用Ni–WC复合电极、纯铜电极和纯镍电极为工具电极,对W_7Mo_4Cr_4V_2Co_5高速钢进行电火花加工。结果表明,最佳工艺下制备的Ni–WC复合电极的损耗率分别为纯铜电极和纯镍电极损耗率的72%和62%。     

镍铁–立方氮化硼复合电刷镀工艺研究

通过复合电刷镀在20钢基体表面制备镍铁–立方氮化硼(CBN)复合镀层。研究了施镀电压、镀液温度及镀笔速率对复合镀层中CBN含量的影响,分析了镀层中CBN含量与耐磨性之间的关系。复合电刷镀NiFe–CBN的镀液组成和最佳工艺条件为:NiSO4·6H2O 270~300 g/L,FeCl2·2H2O 23~27 g/L,H3BO326~30 g/L,Na3C6H5O7·2H2O 20~30 g/L,糖精2~3 g/L,十六烷基三甲基溴化铵0.2~0.3 g/L,pH 3.2~4.0,电压14 V,温度50°C,镀笔速率15 m/min,时间100~120 min。在最佳工艺下所得镀层的CBN质量分数为9.8%,显微硬度为770 HV,耐磨性和结合力良好。     

脉冲电沉积镍–钨–埃洛石纳米管复合镀层及其耐蚀性

在45钢上脉冲电沉积Ni–W–HNTs复合镀层,基础镀液组成和工艺条件为:NiSO_4·6H_2O 15.8 g/L,Na_2WO_4·2H_2O 46.2 g/L,NaBr 15.5 g/L,柠檬酸三钠147.0 g/L,NH4Cl 26.7 g/L,十二烷基硫酸钠(SDS)0.1 g/L,pH=8.5,温度(70±5)°C,时间60 min。研究了镀液HNTs用量、平均电流密度、脉冲频率和占空比对复合镀层HNTs含量和厚度的影响,得到HNTs的最佳用量为10 g/L,最优脉冲参数为:平均电流密度7 A/dm2,脉冲频率800 Hz,占空比70%。该条件下所得Ni–W–HNTs复合镀层结构均匀、致密,表面平整,厚度为34μm,HNTs质量分数为8.72%,在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性优于Ni–W合金镀层。     

pH对脉冲电镀锌–镍–锰合金的影响

在Q235钢表面脉冲电镀Zn–Ni–Mn合金,镀液组成和工艺条件为:ZnSO_4·7H_2O 43.1 g/L,MnSO_4·H2_O 59.2 g/L,NiSO_4·6H_2O26.3 g/L,Na_3C_6H_5O_7·2H_2O 176.5 g/L,NH_4Cl 30 g/L,H_3BO_3 30 g/L,十二烷基硫酸钠(SDS)0.1 g/L,p H 4.5~6.0,温度30°C,平均电流密度30 m A/cm~2,脉冲占空比20%,脉冲周期1 ms,时间20 min。研究了pH对合金镀层元素组成、沉积速率、表面形貌和耐蚀性的影响。结果表明,随p H增大,沉积速率减小;镀层中锰含量升高,锌、镍含量降低;耐蚀性先增强后减弱。p H为5.0时,所得Zn–Ni–Mn合金镀层平整致密,Zn、Ni和Mn的质量分数分别为85.71%、5.03%和9.26%,中性盐雾试验96 h的保护等级为5级。与Zn–Ni合金镀层(Ni质量分数为12.88%)相比,Zn–Ni–Mn合金镀层的腐蚀电位正移了85 mV,腐蚀电流密度低了约2个数量级,耐蚀性更优。     

ZrO_2添加量对镍–钴–二氧化锆复合镀层微观结构和性能的影响

在由80 g/L Ni(NH_2SO_3)_2·4H_2O、12 g/L Co(NH_2SO_3)_2·4H_2O和40 g/L H_3BO_3组成的基础镀液中加入ZrO_2纳米粒子(平均直径50 nm),通过超声辅助电沉积法制备了Ni–Co–ZrO_2复合镀层,工艺条件为:pH 4.0,电流密度5 A/dm~2,温度50℃,超声功率240 W,极间距40 mm。研究了ZrO_2添加量对Ni–Co–ZrO_2复合镀层的微观结构、显微硬度、耐磨性和热稳定性的影响。ZrO_2纳米粒子的引入使所得复合镀层的表面更加平整、致密,镀层中Ni–Co合金的固溶体结构未发生变化,只是晶粒的择优取向和生长改变。当镀液中ZrO_2添加量为10 g/L时,所得Ni–Co–ZrO_2复合镀层具有较高的显微硬度以及较好的耐磨性和热稳定性。     

镀液中石墨烯含量对镍–磷–石墨烯化学复合镀层耐磨性的影响

将石墨烯(50~250mg/L)加入传统的化学镀Ni–P合金镀液(由30g/LNiSO_4·6H_2O、25g/LNaH_2PO_2·H_2O、15g/L乙酸钠、15g/L柠檬酸钠、25mg/L乳酸和15mg/L醋酸铅组成,pH=4.3~5.1)中,在45钢表面得到Ni–P–石墨烯化学复合镀层。采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析了从不同石墨烯质量浓度的镀液中所得Ni–P–石墨烯复合镀层的表面形貌和结构,采用多功能材料表面性能测试仪考察了复合镀层的耐磨性。结果表明,所得Ni–P–石墨烯化学复合镀层为非晶态结构。当镀液中石墨烯的质量浓度为100mg/L时,Ni–P–石墨烯复合镀层的表面平整、均匀、致密,耐磨性最优。     

复合化学镀镍–磷–多壁碳纳米管层及其摩擦磨损行为

在45钢上制得复合化学镀镍–磷–多壁碳纳米管(MWNTs)镀层,镀液配方及工艺条件为:NiSO_4·6H_2O 30 g/L,NaH_2PO_2·H_2O 25 g/L,乙酸钠15 g/L,柠檬酸钠15 g/L,乳酸25 mg/L,醋酸铅15 mg/L,MWNTs 1 g/L,柠檬酸0.5 g/L,pH 4.5~4.7,温度(85±1)℃,搅拌速率200 r/min,时间2 h。利用扫描电镜、X射线衍射仪分析了复合镀层的表面形貌和结构,并采用多功能材料表面性能测试仪对复合镀层的摩擦磨损行为进行研究。结果表明,Ni–P–MWNTs复合镀层是非晶结构,MWNTs均匀地嵌埋在基质镀层中,使得Ni–P–MWNTs复合镀层的显微硬度和耐摩擦磨损性能得到显著提高。     

镍–二氧化锆复合电沉积工艺优化及其对钢表面的毛化效果

在钢试片上复合电沉积Ni–ZrO_2,使微米级的ZrO_2颗粒镶嵌在镍镀层中而形成具有一定粗糙度的表面。通过正交试验研究了NiSO_4·6H_2O、ZrO_2和十二烷基硫酸钠(SDS)添加量,电流密度和温度对Ni–ZrO_2复合镀层耐蚀性、显微硬度和粗糙度的影响。结果表明,电流密度对镀层耐蚀性的影响最大,温度对镀层粗糙度的影响最大。综合考虑Ni–ZrO_2复合镀层的显微硬度、耐蚀性和粗糙度3个指标,得到复合电沉积Ni–ZrO_2的最优工艺为:NiSO_4·6H_2O 280 g/L,NiC_(12)·6H_2O 30~60 g/L,H_3BO_3 30~40 g/L,ZrO_2 30 g/L,SDS 120 mg/L,1,4-丁炔二醇和糖精适量,电流密度3 A/dm2,温度45°C。在最优工艺条件下,Ni–ZrO_2复合镀层的耐蚀性最好,显微硬度为587.3 HV,粗糙度为14.327 4μm,比钢试片高一个数量级左右。     

电刷镀镍–氧化钇纳米复合镀层的组织与耐蚀性

采用电刷镀工艺制备了Ni–Y2O3纳米复合镀层,镀液组成和工艺条件为:NiSO4·6H2O 230~255 g/L,柠檬酸三钠90~105 g/L,乙酸铵20~30 g/L,Y2O3 15 g/L,表面活性剂0.01 g/L,pH 7.2~7.5,温度20°C,电压12 V,电笔速率100~120 mm/s,时间15 min。分别利用电子显微镜、X射线衍射仪和电化学工作站表征了镀层的表面形貌、微观结构和耐腐蚀性能。结果表明,与快速镍镀层相比,Ni–Y2O3纳米复合镀层更为平整、致密,晶粒相对细小。Ni–Y2O3复合镀层在3.5%NaCl溶液中的自腐蚀电位和腐蚀速率分别为-184.86 mV和0.0596 mm/a,腐蚀后表面只是局部存在轻微的凹坑,因此Ni–Y2O3复合镀层的耐腐蚀性能明显优于快速镍镀层。     

电刷镀制备镍/钴多层膜的工艺优化

采用单液法电刷镀制备200μm厚的Ni/Co多层膜镀层。镀液配方和工艺为:NiSO_4·7H_2O 250 g/L,CoSO_4·7H_2O 17~50 g/L,H_3BO_3 35 g/L,NaCl 20 g/L,十二烷基硫酸钠0.1~0.5 g/L,pH 2.0~5.0,温度40~60℃。通过单因素试验确定镀液的CoSO_4·7H_2O与NiSO_4·7H_2O的质量浓度比为1∶10,镍、钴单层的沉积电压分别为9.0 V和3.5 V。通过对比不同厚度单层膜的Ni/Co多层膜镀层的表面形貌、元素组成、表面粗糙度、显微硬度和耐磨性能,分析单层膜厚度变化对Ni/Co多层膜镀层性能的影响,最终确定较优单层膜厚度为4μm。所得Ni/Co多层膜镀层的显微硬度为496.8 HV,摩擦因数为0.42,耐磨性最好。     

镍?钴?纳米氧化铝复合电刷镀层在NaCl溶液中的腐蚀行为

采用电刷镀技术在45钢上制备了Ni-Co-纳米Al_2O_3复合镀层,镀液组成和工艺条件为:NiSO_4·7H_2O 100～125 g/L,CoSO_4·7H_2O 50g/L,NiCl_2·6H_2O 40g/L,HCOOH 18g/L,CH_3COOH 48g/L,盐酸150g/L,硫酸肼0.1g/L,纳米Al_2O_3 20g/L,正接,电压10～12V,镀笔速率5～8m/min,时间30min。通过塔菲尔曲线测试、电化学阻抗谱分析和浸泡腐蚀试验对比了电刷镀Ni-Co合金镀层、Ni-Co-纳米Al_2O_3复合镀层和挂镀硬铬层在5%NaCl溶液中的耐蚀性。结果表明,Ni-Co-纳米Al_2O_3复合镀层表面平整、均匀、致密,纳米Al_2O_3均匀分布,耐蚀性优于Ni-Co合金镀层和硬铬镀层,有望取代硬铬镀层在中性腐蚀环境中的应用。     

镀液中二硫化钼添加量对镍-二硫化钼复合电镀层耐磨性的影响

以MoS_2作为增强相添加到由240 g/L NiSO_4·6H_2O、45 g/L NiCl_2·6H_2O、30 g/L H_3BO_3、20 g/L Na_2SO_4和0.2 g/L十六烷基三甲基溴化铵组成的镀液中,在45钢表面电沉积得到Ni–MoS_2复合镀层。采用扫描电镜、X射线衍射仪和摩擦磨损试验仪考察了MoS_2添加量对Ni–MoS_2复合镀层的表面形貌、相结构和耐磨性的影响。随着MoS_2添加量的增大,Ni–MoS_2复合镀层表面凸起的胞状结构增多,显微硬度先增大后减小,摩擦因数降低。当MoS_2的添加量为2 g/L时,所得Ni–MoS_2复合镀层的显微硬度为860.5 HV,耐磨性较佳。     

稳定剂对中温化学镀镍–磷合金的影响

以镀液稳定性、沉积速率、镀层磷含量和光泽度为评价指标,研究了硫酸铜、硫酸高铈和硫脲各自作为稳定剂时对45钢上中温化学镀镍的影响。镀液的基础配方和工艺条件为:NaH_2PO_2·H_2O 28 g/L,Ni SO4·6H_2O 26 g/L,C_6H_8O_7·H_2O 12 g/L,CH_3COONa·3H_2O 15 g/L,十二烷基磺酸钠(SDS)10 mg/L,丁二酸3 g/L,pH 5.2±0.2,温度(75±2)°C,时间1 h。采用硫酸铜作为稳定剂时,镀层的光泽度最好,但沉积速率较慢;采用硫脲作为稳定剂时,镀液稳定性最好,沉积速率最快,但镀层光泽度较低;采用硫酸高铈作为稳定剂时,化学镀镍的效果不佳。将6 mg/L CuSO_4·5H_2O与2 mg/L硫脲复配时,镀液稳定性最好,沉积速率为15.72μm/h,可获得光泽度为171.3 Gs、表面平滑、结晶细致的中磷化学镀镍层。     

电沉积制备泡沫镍/镍–硫–二氧化钛复合电极及其析氢催化活性

以泡沫镍为基体,利用电沉积法制备Ni–S–TiO_2多孔复合电极,镀液组成和工艺条件为:NiSO_4·6H_2O 180~250 g/L,H_3BO_3 35~40 g/L,硫脲100~150 g/L,TiO_2纳米微粒(粒径约为20 nm)5~20 g/L,表面活性剂0.1 g/L,pH 3.5~4.0,温度45°C,电流密度30 mA/cm~2,机械搅拌速率250~300 r/min,时间30 min。研究了镀液中TiO_2添加量对复合电极析氢活性的影响。采用扫描电镜和X射线衍射仪表征了Ni–S–TiO_2复合电极的表面形貌和晶态结构。利用阴极极化曲线和电化学阻抗谱测试研究不同电极在1 mol/L NaOH溶液中的析氢催化活性,并通过计时电位法研究电极的稳定性。结果表明,Ni–S–TiO_2电极由纳米TiO_2粒子相和非晶态Ni–S相构成,其析氢催化活性和稳定性优于Ni–S电极。     

脉冲喷射电沉积制备钴–碳化铬复合镀层

采用包覆有50%(质量分数)Ni的C_(r3)C_2微米颗粒(粒径3~5μm)为第二相,以脉冲喷射电沉积制备Co–C_(r3)C_2复合镀层。镀液组成和工艺参数为:CoSO_4·7H_2O 430 g/L,C_(r3)C_2 200 g/L,H_3BO_3 30 g/L,NaCl 5 g/L,十六烷基三甲基溴化铵适量,pH=4,温度40°C,电压18 V,镀液流量2.4 L/min,喷头移动速率1.2 mm/s。研究了脉冲参数对复合镀层颗粒复合量、表面粗糙度、显微硬度以及耐磨性的影响,并探讨了颗粒复合量对镀层性能的影响。C_(r3)C_2颗粒的复合量越高,复合镀层的显微硬度就越高,耐磨性也越好,但表面粗糙度增大。最优脉冲参数为:占空比30%,脉冲周期200 ms。所得Co–C_(r3)C_2复合镀层的颗粒含量达11.98%,显微硬度为542.6 HV,摩擦因数为0.443。C_(r3)C_2颗粒在镀层中分布均匀,与基质金属结合牢固。     

金刚石表面镍镀覆量对电镀金刚石线锯性能的影响

先对金刚石进行化学镀镍,得到增重率分别为5%、10%、20%、30%、45%和60%的镀镍金刚石。随后以直径120μm的镀铜圆柱形琴钢丝作为基体,采用氨基磺酸镍为主盐的镀液(由80 g/L Ni(NH_2SO_3)2·4H_2O、30 g/L NiCl_2·6H_2O、3 g/L H_3BO_3和0.1 g/L十二烷基硫酸钠组成)依次进行预镀(1μm)、上砂镀(6μm)和加厚镀(6μm)。其中上砂镀是采用镀镍金刚石作为第二相进行镍-金刚石复合电镀。结果表明,选用增重率为30%的金刚石磨粒进行上砂镀时,所得金刚石线锯的表面形貌最佳,磨粒的沉积密度最高,切割性能最优。     

羧基配位剂对电镀镍–磷合金的影响

以羧基类物质作配位剂,在A3钢板表面电沉积制备Ni–P合金镀层。镀液基础组成和工艺参数为:NiSO4·6H2O 240 g/L,NiCl2·6H2O 45 g/L,NaH2PO2·H2O 50 g/L,H3BO3 35 g/L,NaF30 g/L,pH 2.0,温度70°C,电流密度2.5 A/dm2,时间20 min。研究了镀液中羧基配位剂含量对Ni–P镀层沉积速率和耐蚀性的影响。结果表明,随羧基配位剂含量增大,沉积速率减小,镀层耐蚀性先改善后变差。其适宜含量为20~30 g/L。羧基配位剂含量为25 g/L时,镀层外观光亮、结合力良好,耐蚀性和耐磨性优于未加配位剂的镀层。镀层的P含量为18.11%,属于高磷非晶态Ni–P镀层。羧基配位剂具有细化镀层晶粒的作用,使镀层表面更为平整、致密。