镍磷-多壁碳纳米管化学复合镀层的耐蚀性能

采用化学镀的方法在45#钢基体上制得镍磷-多壁碳纳米管(Ni-P-MWNTs)复合镀层。利用SEM、XRD对复合镀层的表面形貌和结构进行分析。结果表明:Ni-P-MWNTs复合镀层是非晶结构,MWNTs均匀地嵌埋在镀层基体中,使得镀层更加致密。在0.5mol/LNaCl+0.05mol/LHCl混合溶液中对45#钢、Ni-P镀层和Ni-PMWNTs复合镀层进行浸泡腐蚀实验,并且利用动电位极化技术对两种镀层在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为进行研究。结果表明:浸泡相同时间,Ni-P-MWNTs复合镀层的腐蚀失重量最小;在电化学腐蚀实验中,Ni-P-MWNTs复合镀层的自腐蚀电位更正,且自腐蚀电流密度小于Ni-P镀层,具有良好的耐蚀性能。     

镍基碳纳米管复合镀层的制备及耐腐蚀性的研究

采用化学镀的方法在碳钢表面沉积Ni-P碳纳米管合金,并且通过全浸泡腐蚀试验及电化学试验对镍镀层样品及碳纳米管复合镀层的耐蚀性进行研究,分析其腐蚀机理。结果表明,碳纳米管提高了复合镀层耐蚀性。     

碳纳米管复合镀层在不同摩擦组合下的摩擦学行为

对CVD法制备的碳纳米管进行了表面改性和修饰,然后通过化学共沉积方法制备了高硬度的碳纳米管复合镀层,并研究了碳纳米管复合镀层在不同摩擦组合下的摩擦学行为.结果表明:经过改性处理后的碳纳米管表面拥有丰富的表面官能团,这使大量的碳纳米管复合于镀层中,从而导致了镍磷复合镀层的硬度显著提高,达到946 HV.摩擦实验得出,在润滑状态下以钢环为摩擦副,碳纳米管增强的镍磷复合镀层比传统耐磨材料SiC增强的镍磷复合镀层具有更低的摩擦系数和磨损率.此外,不同摩擦组合下的摩擦结果表明,SiC复合镀层相互摩擦时尽管拥有较低的磨损率,但其摩擦系数仍然较高,而碳纳米管复合镀层相互摩擦时表现出最低的摩擦系数和磨损率,其摩擦系数和磨损率分别为0.108 7和1.49×10-3 g/m.     

Ni-P/Ni-Zn-P三层复合镀层的制备与耐腐蚀性能研究

目的 制备具有不同电位差的多层阳极Ni-P/Ni-Zn-P复合镀层.方法 采用化学镀的方法,在Q235钢基体表面制备内层为低磷Ni-P合金、中层为高磷Ni-P合金、外层为Ni-Zn-P合金镀层的三层复合镀层.通过金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、电化学工作站等仪器对复合镀层表面形貌、成分结构及腐蚀电位进行分析.结果 相较于低磷Ni-P镀层和高磷Ni-P镀层,Ni-P/Ni-Zn-P三层复合镀层的晶胞大小均匀一致且胞与胞之间致密平滑.内层低磷Ni-P镀层断面厚度约为14.5μm,镍的质量分数约为96.5％,磷的质量分数为3.5％;中层高磷Ni-P镀层断面厚度约为17.6μm,镍的质量分数约为90.2％,磷的质量分数约为9.8％;Ni-P/Ni-Zn-P三层复合镀层断面总厚度约为40μm,镍的质量分数约为80.7％,锌和磷的质量分数分别为7.6％和11.7％.在Tafel极化曲线中,Ni-P/Ni-Zn-P三层复合镀层的腐蚀电流密度最小,为3.815×10-6 A/cm2,具有更好的耐蚀性.在模拟海水环境(5％NaCl溶液)中腐蚀220 h后,内层、中层组织腐蚀成片,出现孔洞且有点蚀,而Ni-P/Ni-Zn-P三层复合镀层几乎没有腐蚀,只有部分区域出现点蚀,组织较为完整,说明三层镀层较单层、双层镀层具有更好的耐腐蚀性.结论 制备具有电位差的多层阳极Ni-P/Ni-Zn-P复合镀层具有更好的性能,且相较于内层单层、中层双层Ni-P合金镀层,其腐蚀速率也明显降低,耐腐蚀性能更好.     

纳米Al2O3对电刷镀Ni-P复合镀层耐蚀性能的影响

目的为延长油墨刮刀的使用寿命,提高刮刀的耐蚀性能。方法采用电刷镀方法在高碳钢基体表面制备了Ni-P镀层和共沉积纳米Al_2O_3的Ni-P/Al_2O_3复合镀层。通过动电位极化曲线、腐蚀失重曲线和交流阻抗谱等方法研究了Ni-P镀层和Ni-P/Al_2O_3复合镀层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为,采用扫描电子显微镜和能谱仪对两种镀层腐蚀前后的显微组织和成分进行分析。结果纳米Al_2O_3在Ni-P镀层中的共沉积,使镀层的腐蚀电位由-0.318 V正移到-0.237 V,自腐蚀电流密度由6.04μA下降到5.75μA,这是因为纳米Al_2O_3标准电位比Ni更正,在镀层中的均匀分布能使腐蚀电位正移,在腐蚀过程中形成Ni-P合金作为阳极、Al_2O_3粒子作为阴极的腐蚀微电池,促进阳极极化。共沉积纳米Al_2O_3后,Ni-P/Al_2O_3复合镀层的电化学反应电阻Rct值由1.066×104?·cm~2增大至2.864×104?·cm~2,双层电容Cd I值由43.45μF/cm~2下降到27.36μF/cm~2。与Ni-P镀层相比,Ni-P/Al_2O_3复合镀层表面结构更致密,缺陷更少,在腐蚀过程中,P和O元素在Ni-P镀层表面富集形成钝化膜,抑制腐蚀的进行。结论共沉积Al_2O_3纳米颗粒能有效改善Ni-P镀层的耐蚀性能。     

镍-磷-钛酸钾晶须化学复合镀层的制备及性能

采用化学复合镀方法制备镍-磷-钛酸钾晶须复合镀层,用扫描电镜和金相显微镜观察复合镀层的表面形貌和断面结构,用XRD研究时效温度对镀层组织结构的影响,并解释时效温度对镀层显微硬度的影响机制。采用交流阻抗技术和中性盐雾实验研究镀层的耐腐蚀性能。在销-盘式摩擦磨损试验机上进行复合镀层的摩擦磨损性能测试。结果表明：镀层的显微硬度随温度的变化曲线呈单峰形态,在400℃时达到最大值;复合镀层具有良好的耐腐蚀性能和摩擦磨损性能,在同等实验条件下,复合镀层的磨损率只有Ni-P镀层的1/4。     

Ni-P-CNTs化学镀层在酸性溶液中的电化学腐蚀行为

为了更深地认识CNTs对Ni—P镀层电化学腐蚀性能的影响,采用复合化学镀技术,通过向优化的化学镀溶液中加入碳纳米管的方法在45^#钢基材上制备了Ni—P—CNTs复合镀层,并用相同工艺在45^#钢基材上直接化学镀Ni—P镀层作为对比。采用SEM／EDAX,XRD和TEM综合分析了复合镀层的形貌和结构,分析表明：所得镀层以非晶结构为主,碳纳米管均匀分布在镀层中。采用动电位极化及交流阻抗技术对比研究了Ni—P—CNTs复合镀层及纯Ni—P镀层在0．5mol／LNaCl＋0．05mol／LH2sO4酸性溶液中的电化学腐蚀行为,腐蚀实验结果表明：在该介质溶液中,与不含碳纳米管的Ni—P镀层相比,Ni—P—CNTs复合镀层的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度较低,耐均匀腐蚀性能得到明显改善;此外,碳纳米管的加入还明显提高了Ni—P镀层在该介质溶液中的耐点蚀性能。     

Ni-P-多壁碳纳米管复合镀层的制备及摩擦磨损性能(英文)

采用湿式球磨对多壁碳纳米管(MWNTs)预处理,通过化学镀制备Ni-P-MWNTs复合镀层;对45钢、传统Ni-P镀层和Ni-P-MWNTs复合镀层在干摩擦条件下的摩擦磨损性能进行考察和比较。结果表明,球磨后MWNTs长径比降低,长度均匀,且多数端部处于敞开状态。与45钢和Ni-P镀层相比,Ni-P-MWNTs复合镀层的减摩耐磨能力显著强化。当复合镀层中MWNTs的质量分数为0.74%~1.97%时,其摩擦因数和磨损率随MWNTs含量的增加而减少;对于MWNTs质量分数为1.97%的复合镀层,其摩擦因数和磨损率仅为0.08和6.22×10?15m3/(N·m)。复合镀层优良的摩擦磨损性能归因于MWNTs优异的力学性能和自润滑特性。     

钢基镍磷合金PTFE复合涂层耐磨耐蚀性能研究

目的 研究钢基镍磷合金PTFE复合涂层的耐磨性能及耐蚀作用机理.方法 在钢基材料表面制备镍磷合金镀层,采用电化学蚀刻技术在镀层表面形成纳米多孔结构,并经PTFE复合改性处理,制备了耐磨耐蚀的复合涂层.采用扫描电子显微镜对钢基镍磷合金PTFE复合涂层的微观形貌进行了表征,分别采用球盘式磨损、电化学试验评价了复合涂层的耐磨损、耐蚀性能,并通过白光干涉仪对复合涂层的磨痕形貌进行了分析.结果 复合改性涂层未改变镍磷合金镀层硬度性质.在球盘摩擦磨损试验中,随摩擦时间的延长,镍磷合金镀层的摩擦系数从0.12持续升至0.40;复合改性涂层的摩擦系数从0.08升至0.20左右,并保持稳定,与镀层相比,其摩擦系数有效降低,耐磨性能提高.由极化曲线可得,复合改性涂层的腐蚀电流最低,为1.53μA,且出现一个钝化区间.通过电化学阻抗谱图与等效电路拟合结果可知,镍磷合金镀层0.01 Hz的整体阻抗模值为1.44×104?·cm2,经复合改性后,镀层在0.01 Hz时的整体阻抗增加为2.75×104?·cm2.结论 电化学蚀刻+PTFE复合改性处理能有效提高镍磷合金镀层的耐蚀耐磨性能.     

Ni-P金刚石化学复合镀层制备及摩擦磨损性能分析

目的研究不同粒径微米金刚石对Ni-P金刚石化学复合镀层摩擦磨损性能的影响。方法选择出一组优良的Ni-P化学镀工艺参数,在镀液中分别加入不同粒径的金刚石微粒,制备含不同粒径微米级金刚石颗粒的化学复合镀层。用SEM和XRD,观察并分析了不同粒径金刚石对热处理前后Ni-P金刚石化学复合镀层微观形貌和组织结构的影响;通过硬度和摩擦磨损实验,研究了不同粒径金刚石颗粒对复合镀层硬度及摩擦磨损性能的影响。结果制备的复合镀层厚度为30μm左右,金刚石质量分数达到21%~25%,且金刚石均匀分散在Ni-P镀层中。热处理前镀层为非晶结构,经过400℃×2 h的热处理后,镀层晶化为硬度更高的Ni3P。金刚石能提高镀层硬度,其中粒径为9μm的复合镀层硬度最高,达到1261HV。Ni-P金刚石复合镀层的摩擦系数为0.4~0.52,随着金刚石粒径的增大,摩擦系数不断减小。金刚石使镀层的磨损机制发生了变化,随着金刚石粒径的增大,硬质合金球的磨损加剧。结论随着金刚石粒径的增大,镀层硬度增加,摩擦系数减小,耐磨性增大。     

Electroless plating Ni-P matrix composite coating reinforced by carbon nanotubes

Ni-P matrix composite coating reinforced by carbon nanotubes (CNTs) was deposited by electroless plating. The most important factors that influence the content of carbon nanotubes in deposits, such as agitation, surfactant and carbon nanotubes concentration in the plating bath were investigated. The surface morphology, structure and properties of the Ni-P-CNTs coating were examined. It is found that the maximum content of carbon nanotubes in the deposits is independent of carbon nanotubes concentration in the plating bath when it is up to 5 mg/L. The test results show that the carbon nanotubes co-deposited do not change the structure of the Ni-P matrix of the composite coating, but greatly increase the hardness and wear resistance and decrease the friction coefficient of the Ni-PCNTs composite coating with increasing content of carbon nanotubes in deposits.     

纳米金刚石粒径对Ni-P化学复合镀层耐磨性和耐腐蚀性的影响

为提高化学镀镀层的耐磨性和耐腐蚀性,采用化学镀制备含不同粒径的纳米金刚石Ni-P-D复合镀层,通过SEM、XRD、摩擦磨损试验、磨粒磨损试验和电化学试验,探究纳米金刚石粒径对Ni-P镀层微观形貌、力学性能、摩擦磨损性能、磨粒磨损性能和耐腐蚀性能的影响。经化学复合镀可以得到与基体结合良好,厚度约为30 μm,含纳米金刚石的Ni-P-D复合镀层;含50 nm 金刚石的Ni-P-D复合镀层的硬度最高,抗摩擦磨损和磨粒磨损性能最好;随着纳米金刚石粒径减小,Ni-P-D复合镀层的摩擦系数和抗腐蚀能力提高,含5 nm金刚石的Ni-P-D复合镀层的摩擦系数最小,抗腐蚀能力最强。      

Corrosion and wear properties of electroless Ni-P plating layer on AZ91D magnesium alloy

A direct electroless Ni-P plating treatment was applied to AZ91D magnesium alloy for improving its corrosion resistance and wear resistance. Corrosion resistance of the Ni-P coatings was evaluated by potentiodynamic polarization and immersing experiments in 3.5% NaCl solution. The wear resistance of the coatings was investigated by the wear track and the mass change after ball-on-disk experiment. The results show that corrosion resistance and wear resistance of the AZ91D alloy are greatly improved after direct electroless Ni-P plating. No discoloration is noticed until 4 d of immersion in 3.5% NaC1 solution. Potentiodynamic polarization experiments show that the free corrosion potential of magnesium alloy is shifted from -1 500 mV to -250 mV and passivation occurs at 1 350 mV after direct electroless plating. The friction coefficients and wear rates of Ni-P coating and Ni-P coating after tempering are 0.10-0.351, 9.038×10^-3 mm^3/m and 0.13-0.177, 3.056×10^-4 mm^3/m, respectively, at a load of 1.5 N with dry sliding. Although minor hurt on corrosion resistance was caused, significant improvement of wear resistance was obtained after tempering treatment of the coating.     

加入纳米金刚石对铜基体上 Ni-P 化学镀层性能的影响

为增强化学镀Ni-P镀层的性能,以纯铜为基体,在镀液中加入纳米金刚石,共沉积Ni-P/纳米金刚石复合镀层,研究了纳米金刚石的加入对镀层性能的影响。结果表明:纳米金刚石质量浓度为12 g/L时,获得的镀层质量较好;纳米金刚石的加入大大提高了镀层的摩擦磨损性能和耐腐蚀性能。     

镁合金表面化学镀 Ni-P 和 Ni-P-SiC 的对比

目的提高镁合金的耐磨性、耐蚀性,扩大其应用领域。方法采用"磷酸+钼酸铵酸洗→HF活化"的方法进行前处理,直接在AZ91D镁合金表面化学镀Ni-P合金镀层和Ni-P-SiC复合镀层。对两种镀层的表面和截面形貌、成分、结构、硬度、耐蚀性及耐磨性进行了系统比较。结果在Ni-P合金镀层中引入SiC粉末后,镀层的胞状颗粒细化,硬度提高至643HV,但其腐蚀电流密度有所增大。结论与Ni-P合金镀层相比,Ni-P-SiC复合镀层的耐蚀性有所下降,但耐磨性能大大提高。     

Synthesis and passivation behavior of electroless Ni–P‐CNT composite coating

Carbon nanotubes (CNTs) have high chemical stability, unique hollow nanotube structure, and are believed to be ideal materials for fabricating composites. In this study, Ni–P and Ni–P‐CNT composite coatings were fabricated by electroless plating. Scanning electron microscopy was used to characterize the coatings. The corrosion behavior of Ni–P and Ni–P‐CNT coated samples were evaluated by polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy in 3.5 wt% NaCl and 0.1 M H₂SO₄ aqueous solutions at room temperature. The results indicated that incorporation of CNTs in the coating significantly increased corrosion resistance. The role of CNTs in improvement of corrosion resistance of the coating was also discussed.     

添加纳米TiO2的Ni-P化学复合镀层显微结构与性能

采用化学复合镀法制备了Ni-P-纳米TiO2复合镀层,研究了纳米TiO2添加对Ni-P复合镀层的显微结构、硬度、耐磨性、孔隙率及耐蚀性的影响,并讨论了其影响机理。结果表明:纳米TiO2粒子较为均匀地分布在Ni基镀层,未发生明显团聚;纳米TiO2粒子的弥散强化作用,使复合镀层具有较高的表面硬度和良好的耐摩擦性能,晶化热处理后的复合镀层表面硬度达到了10 925 MPa,耐摩擦性能也显著提高。添加纳米TiO2粒子后,镀层的孔隙率增加,耐碱和耐盐腐蚀的能力稍有降低,耐HCl溶液腐蚀的能力较差。