热处理对非晶Ni-P电镀层结构与性能的影响

为进一步了解Ni-P合金电镀层的结构与性能的关系,利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)和显微硬度仪等,研究了P含量12.3%(质量分数)的Ni-P合金电镀层热处理前后结构的变化对性能的影响.结果表明:镀态镍磷镀层呈非晶态结构,270℃恒温10 min镀层开始晶化,析出亚稳相Ni12P5和Ni5P2,360℃亚稳相向Ni3P和Ni稳定相转变,且晶粒长大,420℃时只有Ni3P和Ni相;热处理后镀层的硬度大于非晶态镀层,300℃部分晶化析出的纳米晶弥散分布于非晶相中,镀层的硬度达到极大值,Ni3P硬质相的析出大大提高了镀层的耐磨性能.     

化学沉积Ni-P及Ni-Cu-P合金镀层晶化行为的比较

利用DSC和XRD对化学沉积Ni-P及Ni-Cu-P合金镀层的晶化行为进行了比较研究，结果表明：低磷Ni-P镀层直接转变为稳定相Ni3P,而低磷（高铜）Ni-Cu-P镀层则经生成亚稳中间相Ni5P2后再向稳定相Ni3P转变，高磷非晶态Ni-12.1%P(质量分数，下同）和Ni-17.96%Cu-9.29%P合金镀层均先形成亚稳中间相Ni5P2和Ni12P5后，再转变为稳定相Ni3P,但Ni-Cu-P合金镀层转变为亚稳相的温度比Ni-P镀层的高。     

双向脉冲快速电沉积非晶态Ni-P/Al_2O_3复合镀层

采用双向脉冲电沉积法制备出高P非晶态Ni-P/Al_2O_3复合镀层,利用扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)方法考察镀层的微观形貌和化学组成,采用X射线衍射技术(XRD)表征镀层的相结构,并通过分析金属镀层和复合镀层的电化学测试结果,评价不同种类镀层的耐腐蚀能力。结果表明:与直流电沉积法相比,双向脉冲电沉积法可将镀层中的P含量提高至12.06%(质量分数),有利于非晶态Ni-P合金镀层的形成。采用双向脉冲法制备的Ni-P/Al_2O_3复合镀层比直流电沉积法制备的Ni-P/Al_2O_3复合镀层更平整、结晶更致密。脉冲电沉积法制备的非晶态Ni-P合金镀层具有更好的耐蚀性,而且复合微粒Al_2O_3的加入,对进一步提高非晶态Ni-P合金镀层的耐蚀性有积极作用。     

热处理非晶态Ni-P合金镀层的晶化过程

运用电沉积的方法在45钢基体上制备Ni-P合金镀层,使用差示扫描量热法(DSC)和热重法(TG)分析非晶态NiP合金镀层在20℃/min加热速率下的热效应和质量变化。在300℃和400℃分别对镀层进行0,15,30,45,60,75min的热处理,采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计对镀层进行表征。结果表明:Ni-P合金镀层在加热过程中的放热峰出现在284.8℃处,镀层的质量和元素组成稳定;晶化过程经历了非晶态、亚稳态NiP和Ni5P2、稳定态Ni3P的转变;经过热处理后,镀层的显微硬度显著提高,最大值达1036.56HV,约为镀态的2倍;热处理态镀层的耐NaCl溶液腐蚀性能比镀态有所下降,但两者都比45钢基体好。     

电镀条件对非晶态Pd-Ni-P镀层组成和形貌的影响

采用电沉积法制备了Pd-Ni-P合金,采用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱(EDX)、X射线衍射(XRD)等方法对镀层的形貌、成分和结构进行了分析,研究了PdCl2、NiSO4·6H2O主盐浓度、电流密度等电镀条件对其形貌、组成及性能的影响.结果表明,通过控制主盐浓度和电流密度,可以获得不同成分的Pd-Ni-P合金镀层.Pd-Ni-P合金镀层的结构为非晶态结构或微晶结构,在300 ℃下热处理1 h后,非晶态镀层有少量Ni3P相析出,但仍基本保持非晶态.350 ℃下热处理1 h后,镀层发生晶化,主要析出Ni3P、Ni2Pd2P相.在3%NaCl溶液中,Pd-Ni-P合金镀层的耐腐蚀性能优于Ni-P镀层,耐腐蚀性能随Pd含量增加而增强.     

非晶态镍磷镀层析氢阴极活性的控制与机理

非晶态Ni-P类合金镀层具有很好的耐蚀性,在碱性溶液中具有较高的析氢反应催化活性,能降低析氢过电位,节约能源,是一种有很好应用前景的阴极材料.论述了非晶态Ni-P镀层的P含量、厚度、制备条件、添加第3种元素及镀后处理对镀层电极活性的影响.并总结了Ni-P类非晶态合金镀层的电极催化机理.     

非晶态Ni-Cu-P合金镀层的结构及性能研究

研究了化学镀Ni-Cu-P非晶态合金镀层的成分，结构、硬度及形貌等性能．研究结果表明：镀层中铜含量随着镀液中硫酸铜浓度的增加而提高，镍、磷含量随着镀液中硫酸铜浓度的增加而降低。由于铜具有优先析出的特征，导致合金镀层中Cu／Ni质量比远高于镀液中Cu^2＋／Ni^2＋质量比．在镀态下，Ni-Cu-P合金镀层为含铜、磷原子的镍基饱合固溶体．X-ray衍射表明：在镀态下及300℃以下热处理时，Ni-7．929％Cu-8．227％P（质量分数）合金镀层为非晶态结构，经400℃热处理后，开始有热力学平衡相Ni3P和Cu3P析出，合金镀层已转为晶态结构．Ni-7．929％Cu-8．227％P合金镀层的硬度随热处理温度的升高而增加，在400℃时，硬度达到最大值（845HV），热处理温度继续升高，合金镀层的硬度反而下降．     

热处理对Ni-P合金镀层组织结构、显微硬度与耐蚀性能的影响

目前,有关热处理对Ni-P合金镀层组织结构与性能的影响研究不够深入。采用脉冲电沉积方法在Q235钢表面制备Ni-P合金镀层,并在200～500℃下进行热处理。利用X射线衍射仪分析镀层的相结构,用电化学极化曲线和扫描电子显微镜(SEM)对镀层在3.5%NaCl,10%HCl和10%H2SO4溶液中的腐蚀行为进行了研究。结果表明,提高热处理温度,Ni3P相的析出速度增大,Ni-P合金镀层的晶化时间减少,达到最高硬度所需的热处理时间相应缩短,镀层经300℃和400℃热处理后的最高硬度分别达到862.8 HV2N和887.4HV2 N;Ni-P合金镀层热处理晶化后,其耐蚀性能显著降低,在3种腐蚀介质中均发生点蚀。     

化学镀Ni-P/纳米Al2O3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570 HV增大到1 185 HV,耐磨性也进一步提高.     

Ni-P和Ni-Cu-P化学镀层对比研究

利用SEM、DSC、XRD、中性盐雾试验和显微硬度分析等手段,对Ni-10.54%P及Ni-9.25%Cu-10.23%P化学镀层的组织特征、相结构转变、热稳定性、耐蚀性和硬度进行了比较.结果表明:(1)两种镀层均匀致密,均为胞状结构和非晶态组织;(2)Ni-P镀层仅发生从非晶相向稳定的Ni3P相转变,而Ni-Cu-P镀层则先生成Ni-Cu固溶体和亚稳中间相Ni5P2,再向稳定相Ni3P转变;(3)Ni-Cu-P镀层的热稳定性高于Ni-P镀层;(4)镀态和低温热处理条件下两种镀层的硬度相差不大,Ni-P镀层经400 ℃、60 min热处理时硬度达到最高值981.1 HV,但Ni-Cu-P镀层经500 ℃、60 min热处理时硬度达到最高值1 144.8 HV;(5)镀态时Ni-Cu-P镀层的腐蚀速率只有Ni-P镀层腐蚀速率的2.85%;经过400 ℃、120 min相同条件的热处理,Ni-Cu-P镀层的腐蚀速率仅为Ni-P镀层腐蚀速率的0.351%.     

烧结NdFeB永磁材料超声电沉积Ni-P合金的研究

利用超声辅助电沉积方法,研究了在烧结NdFeB永磁体表面电沉积Ni-P合金的工艺。研究了超声波对NdFeB电沉积Ni-P合金表面形貌和镀层耐蚀性的影响。实验结果表明与无超声场下的Ni-P电沉积层相比,附加超声的电沉积所得Ni-P合金层表面晶粒均匀、细小,排列更为平整,结合力强,耐蚀性较好。     

Adhesion of multilayer solder pads on silicon

Adhesion strengths of Al/Mo/Ni and Al/Zn/Ni-P multilayers on silicon were investigated with a pull test. Attempts were made to investigate the adhesion strengths of the structures on silicon for the Al unilayer, Al/Mo and Al/Zn bilayers, and Al/Mo/Ni and Al/Zn/Ni-P trilayers. Analysis of the fracture surface clearly revealed the effect of additional layers on the adhesion strengths of the Al deposit. The sputter-deposited Ni layer and the electrolessly deposited Ni-P layer tend to suppress the adhesion strength of the Al/Si. The zincating deposition may compensate for the negative effect of the Ni-P deposit on the adhesion strength of Al/Sl. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

Ni-P/CaF2复合镀层的高温抗氧化及耐磨性能

基于化学镀Ni-P镀层的耐腐蚀和CaF2粒子的高温自润滑性能,设计并获得了化学镀Ni-P/CaF2复合镀层,通过自行设计制造了用于主温耐磨性能测试的试验机,研究表明,该镀层在高温条件下具有优异的抗氧化性能和自润滑减磨性能,而且在700℃以下,随测试温度的增加,镀层的磨损量降低。     

高体积比SiCp/A356复合材料真空扩散钎焊接头组织与性能研究

采用快速甩带技术制备了7组(Al-33.3Cu-6.0Mg)-xNi(x=0,0.5,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0,质量分数/%)急冷箔状钎料,分别对化学镀Ni-P合金前后的SiCp/A356复合材料进行真空扩散钎焊。通过剪切实验对钎焊接头的抗剪强度进行测定,并利用扫描电镜和能谱分析等方法对接头微观组织进行观察和分析。结果表明,当向Al-33.3Cu-6.0Mg钎料合金中添加不同含量的Ni时,其急冷钎料的固-液相线(504~522℃)变化较小;当w(Ni)=3%且在570℃、保温30min的钎焊工艺下,A356基体/钎料两界面间发生适当的互扩散和溶解现象(585℃时出现溶蚀缺欠),且部分钎料/SiC颗粒的接触界面发生Mg参与的化学反应,接头抗剪强度达到64.97 MPa;而在同种钎焊工艺下,对于化学镀Ni-P合金镀层后的SiCp/A356复合材料,其接头处A356基体/Ni-P合金镀层/钎料等接触界面易于形成富含Al、Ni的致密反应层,接头连接质量显著提高,且w(Ni)=4%时,接头抗剪强度达到79.96 MPa。     

SiCp/Al复合材料表面电镀Ni-P合金的工艺研究

在高体积分数SiCp/Al复合材料表面镀覆一层Ni-P合金可有效改善其可焊性.为在体积分数60%的SiCp/Al复合材料表面电镀一层Ni-P合金,采用正交试验对电镀工艺参数进行了优化,研究了电镀前预处理工艺,并考察了预处理对电镀层的影响.由正交试验获得了最佳硬度和最佳表面质量的工艺参数;采用SEM、EDS、X射线衍射仪和显微硬度计等对镀层进行表征.研究结果表明:P含量通过影响Ni-P的晶体结构,进而影响其性能,随着P含量(9.38%~15.4%)的增加,Ni-P的非晶态结构越明显,硬度在P含量11.4%时达到最大值723.3 HV;与SiCp/Al表面SiC相上的沉积相比,电沉积Ni-P在Al相上的初始沉积迅速,且长大速度快,导致镀层微观表面凹凸不平.经165℃活化热处理及化学镀18 min后,再电镀40 min,获得的镀层微观表面平整、厚12.90~14.79μm.说明经过优化工艺参数和预处理,可制备表面平整且结合良好的Ni-P电镀层.     

莫来石粉末化学镀镍和涂层的高温摩擦学性能

先进行正交试验优化镀液的工艺参数,然后用化学镀对莫来石粉末进行表面包覆并对包覆粉末进行850℃热处理,用等离子喷涂技术在304不锈钢表面分别制备莫来石涂层和包覆粉末涂层。用附带能谱的扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)表征了包覆粉末和涂层的微观结构,用HV-1000维氏显微硬度仪测试了涂层硬度,用HT-1000摩擦实验机测试了800℃时涂层的摩擦磨损性能。结果表明：镀液的优化工艺参数为：硫酸镍20 g/L,次磷酸钠30 g/L,柠檬酸钠20 g/L,氯化铵20 g/L,pH=5.5,水浴温度80℃,施镀时间1 h。在莫来石粉末表面包覆的Ni-P镀层均匀致密,热处理使包覆镀层由非晶态向晶态转变,生成了Ni和Ni3P相。莫来石涂层主要由莫来石相和γ-Al2O3相组成,包覆粉末涂层主要由Ni、AlNi3、Ni3P和莫来石相组成。在包覆粉末涂层中引入Ni-P镀层使涂层的硬度由417.5 HV0.2提高到500.1 HV0.2。包覆粉末涂层的耐磨性优于莫来石涂层,包覆粉末涂层的摩擦系数比莫来石涂层明显减小,包覆粉末涂层的磨损率为13×10^-4 mm³     

十二烷基硫酸钠对涤纶化学镀镍层质量的影响

为了掌握光亮剂对化学镀Ni-P层质量的影响,以次亚磷酸钠作为还原剂在pH=4～6的条件下对涤纶布进行了化学镀镍,研究表面活性剂十二烷基硫酸钠对涤纶白布Ni-P化学镀层质量的影响.结果表明:本工艺可以获得表面致密、光亮度较高、具有一定厚度的微黄的Ni-P镀层,获得高质量镀层的优化工艺为:11 g/L硫酸镍,15 g/L次亚磷酸钠,10 g/L柠檬酸钾,5 g/L乙酸钠,0.01 g/L十二烷基硫酸钠,温度75℃,时间25 min,pH值4～6,均匀搅拌.     

化学镀Ni—W—P三元合金

综述和研究了化学镀Ni-W-P合金的工艺、镀层组成结构、镀层性能及其机理。该镀层具有优于Ni-P镀层的性能,因此可用作厨房用具代不锈钢材料。     

AZ91D镁合金化学镀Ni-P/Ni-W-P双层镀层研究

为了提高镁合金的耐磨耐蚀性,研究了一种镁合金直接化学镀Ni-P/Ni-W-P双层镀层的方法.采用扫描电镜(SEM)和X-射线衍分析射仪(XRD)分析了镀层的微观结构.对镀层进行了极化曲线分析,并进行了盐酸腐蚀试验和结合力试验.结果表明,该复合镀层组织致密无孔,具有较高的显微硬度和高耐蚀性.镀层硬度可达622HKV,试样在10%的HCl溶液中可保持近3h不腐蚀基体,对镁合金起到很好的保护作用.