电沉积钯钴合金形貌及其耐蚀行为研究

为更好地了解Pd-Co合金的材料特性,采用电沉积法制备了Pd-Co合金镀层．通过扫描电镜（SEM）和动电位扫描（Tafel）对Pd-Co合金镀层的表面形貌和耐蚀性进行了考察。结果表明,Pd-Co合金镀层的晶粒尺寸和表面形貌受镀液中Co^2＋浓度和电流密度的影响较大,随着镀液中Co^2＋浓度的增加,镀层的晶粒尺寸逐渐减小,晶粒从片状变为球状;随着电流密度的增大,Pd-Co合金镀层的晶粒从粒状变为块状,晶粒尺寸呈先减小后增大的趋势。当电流密度小于1.0A／dm^2时,Pd—Co共沉积过程受阴极极化控制;当电流密度大于1．0A／dm^2时,其沉积过程受浓差极化控制。Pd-Co合金镀层的耐蚀性按腐蚀介质为中性、酸性、碱性的顺序逐步降低。     

稀土Ce含量对双脉冲电沉积Ni-Co合金层结构及耐蚀性的影响

目前将稀土用作电沉积Ni-Co合金添加剂时有关其对镀层耐蚀性的影响报道较少.通过X射线衍射、极化曲线和中性盐雾试验研究了稀土Ce对双脉冲电沉积纳米Ni-Co合金层晶粒尺寸及耐蚀性的影响,采用扫描电镜对有无稀土Ce的Ni-Co合金镀层盐雾腐蚀前后的表面形貌进行了观察.结果表明:无论是否添加稀土Ce,Ni-Co合金镀层均为面心立方结构,主要的晶面取向为(111)和(200)面;稀土Ce含量在一定范围时,细化了Ni-Co合金镀层的晶粒,镀层的自腐蚀电位正移,自腐蚀电流减小,耐蚀性增加,且加入量为0.6 g/L时晶粒尺寸最小.     

双脉冲电结晶纳米Zn-Co合金的织构、电化学性能及耐蚀机理研究

为了研究Zn-Co合金的电化学性能及耐蚀机理,采用双脉冲电结晶法制备了不同Co含量的纳米Zn-Co合金镀层。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、Tafel极化曲线及中性盐雾试验分析探讨了镀层中Co含量对其组织结构、表面形貌及耐蚀性能的影响,采用金相显微镜对纯Zn镀层及Zn-Co合金镀层盐雾腐蚀前后的形貌进行观察,并采用XRD对腐蚀产物进行检测,探讨了Zn-Co合金的耐蚀机理。结果表明:随Zn-Co合金镀层中Co含量的升高,其平均晶粒尺寸依次减小,耐腐蚀性能逐渐提高;合金晶体结构为六方晶系,晶面择优取向由(101)、(102)和(112)面转向为(101)面及新形成的CoZn13面。在腐蚀过程中Co元素可有效稳定Zn(OH)2,使其难以转变为ZnO,腐蚀产物以氢氧化锌复盐的形式存在,该产物是不良导体,抑制了腐蚀的进行,提高了Zn-Co合金镀层的耐蚀性。     

脉冲电沉积纳米晶Ni-Co合金镀层热稳定性的研究

采用X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)等方法研究脉冲电沉积法制备的纳米晶Ni-Co合金镀层的组织结构和合金成分.测定不同退火温度下纳米晶Ni-Co合金镀层的显微硬度,并着重研究Ni-23.5%Co(质量分数)合金的热稳定性,结果表明:随着退火温度的升高,纳米晶Ni-Co合金在低温退火后显微硬度有所升高,在250℃时达到最高值,然后随退火温度的继续升高而降低.纳米晶Ni-23.5%Co合金镀层的晶粒尺寸逐渐增大,从原始晶粒尺寸13.5nm长大到300℃时的98.5nm,在升温速率为20K·min-1的DSC曲线中,Ni-23.5%Co合金在约300～350℃一直是低能放热,随后出现明显的放热峰,其峰值温度为372℃,放热焓为14.22J·g-1.通过测定不同升温速率条件下的DSC曲线峰值温度,由Kissinger方程求得纳米晶Ni-23.5%Co合金镀层的晶粒长大激活能为212.SkJ/mol.     

用脉冲喷射电沉积法制备纳米晶镍镀层

采用脉冲喷射电沉积方法制备了纳米晶镍镀层,用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等方法研究了镀层的生长形貌和微观结构,并考察了脉冲电流密度对镀层微观结构如晶粒尺寸、织构等的影响.结果表明:镀层内表面(基体一侧)具有比外表面(镀液一侧)更为精细的晶粒结构,说明随着厚度的增加,镀层中的晶粒逐渐粗化.随着电流密度从45 A/dm2增加到180 A/dm2,镀层中晶粒生长的择优取向由(111)织构逐渐转变为强(220)织构.当电流密度从45 A/dm2增加到120 A/dm2时,镀层平均晶粒尺寸逐渐减小;而进一步增加电流密度到180 A/dm2,镀层晶粒尺寸又会有轻微的增大.     

脉冲电沉积纳米SiC/Ni-Co复合镀层腐蚀特性

采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)研究了脉冲电沉积法制备的纳米晶Ni-Co合金镀层及其纳米 SiC/Ni-Co复合镀层的组织结构、表面形貌和成分。用浸泡法和电化学极化法对比测试了纳米晶Ni-Co合金镀层和纳米 SiC/Ni-Co复合镀层在3.5 wt% NaCl和5 wt% HCl溶液中的腐蚀行为。研究结果表明：通过脉冲电沉积法制备的Ni-Co合金镀层和纳米SiC/Ni-Co复合镀层具有典型的纳米晶结构;随着纳米SiC颗粒的增加,复合镀层的晶粒尺寸减小,硬度增加。所制备的纳米SiC/Ni-Co复合镀层颗粒分散均匀,其在3.5 wt% NaCl和5 wt% HCl溶液中的耐蚀性均优于纳米晶Ni-Co合金镀层。纳米晶Ni-Co合金镀层和纳米SiC/Ni-Co复合镀层在3.5 wt% NaCl溶液中的腐蚀速率极低,表现出极好的耐腐蚀性能,而在5 wt% HCl溶液中的腐蚀形态则表现为点蚀。     

化学镀Co-Ni-P薄膜的组织结构和生长机理研究

利用Ｈ－８００透射电镜和Ｄｍａｘ／ｒｂ旋转阳极Ｘ－射线衍射仪分析了化学镀Ｃｏ－Ｎｉ－Ｐ三元合金薄膜的组织结构,并采用原子力显微镜观察了镀层的表面生长形貌,探讨了其生长机理。结果表明,随镀液中［Ｃｏ２＋］／［Ｃｏ２＋］＋［Ｎｉ２＋］的增大,镀层中Ｃｏ含量相应增加,Ｎｉ和Ｐ含量则下降。当Ｃｏ－Ｎｉ－Ｐ镀层中Ｐ含量小于５．０％时,镀层为晶态,且晶粒随着镀层的增厚而长大。随Ｎｉ和Ｐ含量的增高,镀层向非晶结构过渡;当Ｐ含量大于６．５％时,镀层经很薄的微晶过渡区后很快以非晶结构生长;当镀层含磷量处于５．０％～６．５％过渡区时,初期镀层为１２０ｎｍ左右的微晶,厚度增加时,晶粒尺寸迅速减小。     

高脉冲频率对纳米晶镍-铁合金电沉积层性能的影响

为了探讨不同高脉冲频率对Ni-Fe合金镀层性能的影响,在铜锌合金基体上脉冲电沉积了纳米晶Ni-Fe合金层。采用SEM对纳米晶Ni-Fe合金镀层的显微形貌进行了观察,采用XRD对镀层的晶粒尺寸进行了表征,利用2273电化学工作站对其在3.5%NaCl溶液中的动电位极化曲线和交流阻抗谱进行了测试,研究了其耐蚀性能。结果表明:纳米晶Ni-Fe合金镀层致密、均匀;脉冲频率从0.5 kHz逐渐增至3.5 kHz时,镀层中的Fe含量在14.17%～22.77%内呈非线性变化,晶粒尺寸从23 nm逐渐降至15 nm;纳米晶Ni-Fe合金镀层的耐蚀性能呈下凹曲线规律变化,在1.5～2.5 kHz内耐蚀性能较好,1.5 kHz时最佳,自腐蚀电流密度约为0.216μA/cm2,镀层电阻约为1.443×105Ω.cm2。     

磷对钕铁硼纳米复合永磁材料晶粒取向和尺寸的影响

采用熔体快淬工艺制备了成分为Nd9.5Fe84B6.5-xPx(x=0、0.1、0.2、0.3和0.4)的快淬磁带,快淬带由硬磁相Nd2Fe14B和软磁相α-Fe组成。结果表明,P含量对合金Nd2Fe14B相晶粒取向和尺寸有显著影响。当P含量较低时,快淬带两个表面中Nd2Fe14B相晶粒存在以c轴择优取向的(00l)织构,且自由面的织构强度大于贴辊面;随着P含量的增加,织构强度下降。晶粒尺寸对P含量比较敏感,添加0.1%(原子分数)P时,有细化晶粒的作用,此时两个面中Nd2Fe14B相晶粒均较小;随着P含量的增加,晶粒开始粗化。此外,自由面中Nd2Fe14B相晶粒尺寸均大于贴辊面的,且这种差异随P含量的增加而增大。     

碱性镀液电沉积非晶-纳米晶Ni-Mo合金工艺探讨

用非晶态合金和纳米晶合金作电极材料各有利弊,而用酸性溶液制备的Ni-Co合金镀层存在内应力较大且电流效率低等不足.为此,采用电沉积技术在碱性镀液中制备了非晶-纳米晶Ni·Mo合金,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、极化曲线等研究了电沉积工艺对镀层Mo含量、结构及形貌的影响.结果表明:镀层Mo含量随镀液中钼酸盐浓度增加而增加,随柠檬酸盐浓度增加、镀液温度升高、电流密度增大先增加后减小,pH值对镀层结构有显著影响;镀层Mo含量在21.00%～26.00%时,Ni-Mo合金镀层为非晶与纳米晶混合结构,非晶态相含量占60%以上,纳米晶的晶粒尺寸较小,镀层表面均匀、颗粒细小、致密性较高;10.0 g/LNa2MoO4·2H2O,64.0 g/L Na3C6H5O7·H2O,pH值10.0,电流密度5～8 A/dm2,温度35℃时,获得的镀层为非晶与纳米晶混合结构,且表面质量较好.     

Ni-Co-P合金镀层显微硬度及其耐海水腐蚀性

采用电沉积技术制备了Ni-Co-P合金镀层,并对镀层的表面形貌、晶相结构、显微硬度及耐腐蚀性进行了表征和分析.研究结果表明:Ni-Co-P合金镀层表面均匀平整,晶粒尺寸细小,显微硬度均优于Ni-P合金镀层;当镀液中CoSO4·7H2 O含量为50 g/L时,Ni-Co-P合金镀层的显微硬度达到766.3 HV0.2.在人工海水环境中,Ni-Co-P合金镀层的开路电位稳定值更正,腐蚀电流密度与腐蚀速度最小分别为0.68μA·cm-2和8.25μm·year-1;且Ni-Co-P合金镀层的容抗弧半径均大于Ni-P合金镀层,电荷转移电阻(Rct)高达9.902×104Ω·cm-2,约为Ni-P合金镀层的6倍,表现出优异的耐海水腐蚀性能.     

较大塑性变形下纳晶镍剪切带的演化模型

较大塑性变形下,采用TEM原位拉伸实验揭示了纳晶镍内剪切带演化的微观机制,优化了微观力学模型。结果表明:在纳米尺度范围内,随着晶粒尺寸的增加,应变软化的趋势越来越明显,剪切带宽度也随着增加;晶粒尺寸降低将导致纳晶材料中剪切带的产生提前;内部特征长度的值随着晶粒尺寸的增加呈现先增加后下降的特点;剪切带内的塑性应变分布为:在剪切带两个边界处应变为零,在剪切带中央剪切塑性应变达到最大值。     

较大塑性变形下纳晶镍剪切带的演化模型EI北大核心CSCD

较大塑性变形下,采用TEM原位拉伸实验揭示了纳晶镍内剪切带演化的微观机制,优化了微观力学模型。结果表明:在纳米尺度范围内,随着晶粒尺寸的增加,应变软化的趋势越来越明显,剪切带宽度也随着增加;晶粒尺寸降低将导致纳晶材料中剪切带的产生提前;内部特征长度的值随着晶粒尺寸的增加呈现先增加后下降的特点;剪切带内的塑性应变分布为:在剪切带两个边界处应变为零,在剪切带中央剪切塑性应变达到最大值。     

磁场强度对铜基电沉积Ni-ZrO_2复合镀层性能的影响

利用磁场-超声电沉积技术在铜基体上制备Ni-ZrO_2复合镀层。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机和电化学工作站,研究了磁场强度对Ni-ZrO_2复合镀层的微观表面形貌、织构组织、纳米粒子含量、显微硬度和电化学性能的影响。结果表明,随着磁场强度的增加,复合镀层ZrO_2复合量、显微硬度呈现先增加后减小的趋势,而基体晶粒尺寸和磨损量与之相反。磁场强度为0.4 T时,复合镀层ZrO_2复合量为3.96%(质量分数),晶粒尺寸为17.47 nm,显微硬度为420HV。电场与磁场垂直时产生的磁流体力学效应促进了镀层中ZrO_2纳米粒子含量,可细化复合镀层基体晶粒,提高复合镀层显微硬度。Ni-ZrO_2复合镀层耐磨性能优异,其磨损量和摩擦系数表现最小。同时,根据极化曲线和阻抗曲线分析数据,复合镀层电化学性能最优。     

锌液中微量Mg对热镀锌层形貌、组织和耐蚀性的影响

目前关于在热镀锌液中添加微量Mg对合金镀层组织结构及耐蚀性影响的报道较少.采用Mg含量分别为0.05％,0.10％,0.30％的锌基合金在低碳钢退火板上热镀锌.利用扫描电镜及能谱仪分析镀层的表面形貌、组织结构及成分,并对镀层进行中性盐雾试验,研究了锌液中微量Mg对镀层的形貌、组织结构及耐蚀性的影响.结果表明:锌液中添加微量Mg可明显细化镀层晶粒,使晶粒尺寸减小,锌液中Mg含量从0.05％增加至0.30％,镀层晶粒尺寸不断变小;添加微量Mg不影响镀层主体结构,但会细化各金属间化合物的晶粒,提高了镀层的耐蚀性,Mg含量升高,镀层耐蚀性增强.     

Mo对Ti-Mo系合金显微组织的影响及其强化效应

对不同Mo含量β单相区锻造的Ti-Mo合金在相变点以上进行固溶处理,然后对合金进行显微组织分析和力学性能测试。结果表明:Ti-1Mo合金和Ti-2Mo合金主要由等轴的α相组成,Ti-4Mo合金主要由针状六方马氏体α′相和原始β晶界组成,当合金Mo含量超过10%(质量分数)时,合金主要由等轴的β相组成。晶粒尺寸统计结果显示:晶粒尺寸与固溶时间呈指数关系;在固溶时间一定的条件下,晶粒尺寸随固溶温度的升高而增大,随合金中Mo含量的增加而明显减小。另外Ti-Mo合金的强度随晶粒尺寸的减小而提高,但合金的塑性变化不大,最后对影响合金强化的机理进行了探讨。     

高Nb-TiAl合金的凝固组织与力学性能研究

研究了Al含量变化对高Nb-TiAl合金的凝固组织与力学性能的影响.结果表明:随着Al含量的增加,TiAl合金晶粒尺寸呈增加趋势;当Al含量为45.7%时,凝固过程中局部区域发生包晶转变,使晶粒尺寸显著增大;室温及700℃高温拉伸强度随着Al含量的增加而呈增加的趋势,但发生包晶转变致使室温及700℃高温拉伸强度下降约200MPa;Al含量对延伸率不敏感,持久性能随Al含量的增加呈增加趋势.为控制铸锭凝固后的组织与力学性能,尽量避开包晶转变区,合金中Al含量应低于45.7%.     

NdFeB磁体表面化学镀Ni-Co-p合金及其耐腐蚀性能研究

采用化学镀方法制备Ni-Co-P三元合金镀层以改善NdFeB磁体的耐腐蚀性能.优化了镀液配方以及施镀工艺,研究了镀液pH值和金属离子配比([Co2 ]/[Ni2 Co2 ])对沉积速度和镀层成分的影响,测量了NdFeB基体和不同镀层在3.5%(质量分数,下同)NaCl溶液中的极化曲线.结果表明,随镀液pH值增加,沉积速度提高,镀层中Co含量升高,Ni含量和P含量逐渐降低;随镀液中Co2 比例增加,沉积速度下降,镀层中Co含量升高,Ni和P含量降低.化学镀Ni-Co-P合金后的NdFeB磁体在3.5%NaCl溶液中的腐蚀速度降低了约两个数量级;当镀液金属离子配比[Co2 ]/[Ni2 Co2 ]=0.3时,镀层耐腐蚀性能最好,且优于相同施镀条件下所得到的Ni-P镀层.     

镍钨合金镀层结构的研究

采用硫酸镍、钨酸钠和柠檬酸三钠为基本组分的镀液,通过电镀的方法在紫铜试片上沉积得到了镍钨合金镀层.讨论了电解液的组成、阴极电流密度、温度及pH值对镀层组成和结构的影响.根据X射线衍射试验结果,研究了镀层结构的形成过程.结果表明,该Ni-W镀层是以Ni为溶剂原子、W为溶质原子的置换型固溶体结构,随着镀层中W含量的增加,晶粒尺寸明显下降,晶粒逐渐细化.     

热处理温度对Ni-W-P脉冲电沉积层耐蚀性的影响

为了进一步提高电沉积Ni-W-P合金层的耐蚀性,将其在不同的温度下热处理1h,利用XRD谱研究了热处理温度对合金层微观组织的影响,采用Tafel曲线、EIS技术研究了热处理温度对其在3.5%NaCl溶液中耐蚀性的影响。结果表明:随着热处理温度的升高,Ni-W-P合金镀层由非晶态结构逐渐转变为晶态结构,400℃时晶化析出了Ni及Ni3P相,其晶粒尺寸随温度升高逐渐增大;镀层的耐蚀性随热处理温度的升高先增强后降低,400℃时镀层的耐蚀性最好。