两步沉积法制备Ni/Al2O3复合镀层及其耐磨性能研究

采用两步电化学沉积技术在铜基体上制备Ni/Al2O3复合镀层。用电泳沉积工艺在铜基体上均匀沉积Al2O3涂层,用电镀技术在Al2O3涂层中嵌入金属镍,得到具有高Al2O3含量的Ni/Al2O3复合镀层。试验结果表明,两步沉积法能够提高复合镀层中的Al2O3微粒含量,镀层显微硬度及耐磨性能均有提高。     

Ni包覆纳米α-Al2O3复合粉体的制备与应用

为使α-Al2O3纳米粉能均匀分布于镍基涂层中以达到弥散强化的目的,采用包覆沉淀法预先在纳米α-Al2O3粒子上包覆镍。并利用XRD、SEM、EDS和TEM测试手段,分析了包覆粉的物相和形貌,研究了沉淀剂的加入方式、表面活性剂等反应条件对包覆效果的影响。研究表明,PEG2000能有效改善Al2O3粒子在电解质溶液中的分散性;沉淀剂以雾化的方式加入可以使Ni盐优先在Al2O3颗粒上形核,减少其自发形核,制备出包覆效果较好的包覆复合粉。该复合粉可改善纳米α-Al2O3与镍基涂层的相容性,提高涂层的耐磨性。     

金属镍-碳化硅纳米复合电镀工艺研究

采用复合电镀技术在炭素结构钢板的表面上制备高硬度的Ni-SiC纳米复合镀层,研究镍-碳化硅纳米复合电镀的工艺条件。结果表明,当阴极电流密度为2.56A/dm2,镀液中纳米碳化硅粉的质量浓度为20g/L,镀液的pH值为5.0,温度为50℃时,镀层生长良好,均匀细致平滑,镀层的显微硬度可达到950HV0.2,远高于普通纯镍镀层的硬度。     

汽车零件冲压模具用导柱表面Ni-SiO2纳米复合镀层的耐磨性能

为提高汽车零件冲压模具用导柱表面的耐磨性能,在导柱基材20Cr钢表面电沉积Ni-SiO_2纳米复合镀层。利用扫描电镜、能谱仪和透射电镜观察分析复合镀层的表面形貌、元素组成和显微组织,并利用显微硬度计和摩擦磨损试验机检测纳米复合镀层的硬度和耐磨性能。结果表明:纳米复合镀层的形貌质量较好,组织致密,平均晶粒尺寸为(50~100)nm;主要含Ni、Si、O等元素,其中SiO_2的质量分数约为7.8%;平均硬度约为660HV,是20Cr钢的1.1倍;耐磨性能优于20Cr钢,平均摩擦因数约为0.4,是20Cr钢平均摩擦因数的3/4。纳米复合镀层能够为20Cr钢提供有效的表面磨损防护,将纳米复合镀层用在汽车零件冲压模具用导柱上可提高导柱表面的耐磨性能。     

SiC纳米颗粒对脉冲电沉积Ni-SiC复合镀层性能的影响

采用脉冲电沉积方法制备Ni-SiC复合镀层,研究SiC纳米颗粒对Ni-SiC复合镀层的表面形貌、组织成分、显微硬度、耐磨性能及耐腐蚀性能的影响。结果表明,含有SiC纳米颗粒的复合镀层比未含SiC的表面结构更紧致,镍晶粒更细小,且镀层中SiC纳米颗粒的质量分数达到最大,为5.79%。Ni-SiC复合镀层表面与内部的显微硬度差异较小,相较于金属基体,复合镀层的显微硬度均有较大的提高。当磨损时间为10 min时,未含SiC纳米颗粒的复合镀层磨损量最多,为3.12 mg。当SiC粒子的质量浓度为3 g/L时,Ni-SiC复合镀层的平均显微硬度达到最大值,为600HV,磨损量达到最小值,为0.493 mg。Ni-SiC复合镀层在质量分数为3.5%的Na Cl溶液中的极化曲线形状相似,都没有钝化区域。当添加SiC粒子的质量浓度为3 g/L时,Ecorr向正移动达到最大值,为-0.441 V,Icorr达到最小值,为1.221×10-5A/cm2,表明Ni-SiC复合镀层的耐腐蚀性最好。     

纳米ZrO_2微粒对电沉积Ni基复合镀层性能的影响

在磁场-超声复合作用下,用脉冲电沉积方法,在黄铜基体表面制备Ni-ZrO_2复合镀层,研究镀层的显微组织、结合力和耐腐蚀性能。结果表明:加入纳米ZrO_2微粒,提供更多的异质成核点,使复合镀层表面均匀致密、晶粒细化。纳米粒子添加量为10 g/L时,复合镀层晶面择优取向被抑制,晶粒生长趋于各向同性;晶粒尺寸和显微硬度分别为17.98 nm和417HV,较纯镍镀层的晶粒尺寸减小9.42%,显微硬度提高17.13%;复合镀层结合力最大,为1 913.2 MPa;极化曲线和阻抗曲线都表明复合镀层具有最好的耐腐蚀性。     

Fe2O3/BAl纳米复合含能材料的制备及性能研究

利用溶胶-凝胶法制备了Fe2O3/BAl纳米复合含能材料,用SEM、XRD、DSC等方法对Fe2O3/BAl复合含能材料的微观形貌、结构以及热力学性能进行了研究。结果表明:Fe2O3紧密包覆在B粉和纳米Al颗粒表面;与普通Fe2O3/Al铝热剂相比,溶胶-凝胶法制备的Fe2O3/BAl纳米复合含能材料具有更好的点火特性。     

低银纳米掺杂Ag/SnO_2触头材料的制备及性能研究

以氧化铜(Cu O)和氧化镧(La2O3)为掺杂剂,采用高能球磨工艺制备纳米Sn O2粉体,再将粉体与银粉(Ag)通过球磨混粉制成银氧化锡复合粉体,分别采用模压工艺和热挤压工艺制成银的质量分数为82%的纳米掺杂Ag/Sn O2触头材料。利用扫描电子显微镜、电导率测试仪、显微硬度仪和热重分析仪对制备的粉体和触头材料进行显微组织观察及性能测试,并分析热挤压工艺对触头材料显微组织和性能的影响。结果表明:经球磨混粉制备的复合粉体中氧化物在银基体中分布均匀;热挤压工艺制备的Ag/Sn O2触头材料的密度、硬度和电导率分别比模压工艺提高6.25%、55.19%和10.75%,热失重百分率减少了1.55%。     

电沉积工艺参数对Ni-TiN纳米复合镀层粒子复合量的影响

采用超声波辅助脉冲电沉积方法,在40Cr钢表面制备Ni-Ti N纳米复合镀层,研究工艺参数对其粒子复合量的影响,并用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对镀层的显微组织结构进行测试。结果表明:随着镀液中Ti N粒子浓度、阴极电流密度、超声波功率的增加,Ni-Ti N纳米复合镀层中的Ti N粒子复合量均呈先增加后减小的趋势;当Ti N粒子浓度为30 g/L、阴极电流密度为4 A/dm2、超声波功率为200 W时,Ni-Ti N纳米复合镀层表面粗糙程度较小、晶粒较为细致、组织均匀度较好,且Ti N粒子复合量达到最大值,为4.5%。     

搅拌方法对Ni/TiN复合镀层微观结构和耐磨性能的影响

采用机械搅拌-电沉积和超声搅拌-电沉积复合方法,在20钢基体表面制备Ni/TiN复合镀层。利用扫描电镜(SEM)和摩擦磨损试验机对复合镀层进行研究。结果表明:当机械搅拌速率为400 r/mim时,Ni/TiN复合镀层的TiN粒子复合量的质量分数为9.8%,显微硬度为871HV;当超声波功率为300 W时,Ni/TiN复合镀层的TiN粒子复合量的质量分数为10.9%,显微硬度为926HV。在机械搅拌-电沉积制得的Ni/TiN复合镀层中,表面颗粒的粒径在3μm左右,而超声搅拌-电沉积制备镀层,表面颗粒的平均粒径为1μm。采用超声搅拌-电沉积制备Ni/TiN复合镀层,耐磨性能优于机械搅拌-电沉积制备的镀层。     

有氧烧结Ni60/WC合金涂层的组织和性能

在有氧烧结条件下,在45钢基体上制备Ni60/WC自熔合金涂层。利用XRD、SEM、EDS等对涂层的组织和性能进行分析。结果表明:涂层中主要有γ-(Ni,Fe)、WC、(Cr,Ni)23C6、Co3W3C、Ni2B等相组成,涂层平均显微硬度为918.4HV0.1;在磨粒磨损条件下,磨损率为1.47×10-2 cm3/h;过渡层的显微硬度从918.4HV0.1至220HV0.1呈梯度分布,宽度约为0.30mm。     

等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层的结构与组织特征

用 X射线衍射、扫描电镜等研究了等离子喷涂 Al2 O3 陶瓷涂层的相结构、相组成及其组织特征。金属粘结层与陶瓷涂层均呈层状结构 ,陶瓷涂层致密性较差、易出现微裂纹 ,金属粘结层相对致密、一般无裂纹。陶瓷涂层以亚稳相γ- Al2 O3为主要相 ,同时存在α- Al2 O3。另外 ,涂层设计对涂层硬度有一定影响     

Al/Ni和Al/Ti纳米多层薄膜制备与表征

用磁控溅射法制备了Al/Ni、Al/Ti纳米多层薄膜。用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)和X-射线衍射仪(XRD)对其进行了结构表征和成分分析。用差示扫描量热法(DSC)测定了纳米多层薄膜的反应放热量。结果表明: 工作压力为0.4 Pa,Al、Ni、Ti溅射功率分别为200,220,180 W条件下制备的Al/Ni、Al/Ti多层薄膜表面均匀致密,无尖锐峰,层状结构分明,组成成分分别为Al、Ni和Al、Ti单质状态; Al/Ni、Al/Ti多层薄膜放热量分别为1134.64,918.36 J·g-1,达到理论值的82.2%, 80.7%。     

Si3N4陶瓷表面Ni-Ti复合渗镀合金化研究

在多元离子复合渗镀装置中,采用二元复合靶对 Si_3N_4陶瓷表面进行 Ni-Ti 复合渗镀,实现了 Si_3N_4陶瓷表面的合金化。采用 EDS、SEM、XRD 分析方法和声发射划痕试验对陶瓷表面的渗镀层进行分析。结果表明:渗镀层中含有镍、钛、铁等元素,各元素分布较为均匀,没有明显的成分聚集现象;渗镀层与 Si_3N_4陶瓷基体界面成分过渡连续,没有微观和宏观缺陷。声发射划痕试验结果表明,渗镀层与陶瓷基体结合得较好,在100 N 的最大载荷下,渗镀层没有出现剥离和崩落现象。     

TiB2增强50Ni基金属陶瓷复合粉末与涂层的研究

采用机械合金化技术制备球磨TiB2-50Ni金属陶瓷复合粉末,通过超音速火焰喷涂技术制备TiB2-50Ni涂层,研究不同球磨时间得到TiB2-50Ni粉末的显微组织和物相,研究TiB2-50Ni涂层的显微组织、物相结构、孔隙率和硬度。结果表明,随着球磨时间的延长,陶瓷相TiB2逐渐破碎,黏结相Ni变形严重,且TiB2包覆在Ni表面的含量增加;粉末与涂层的主要物相为TiB2和Ni相,涂层组织致密,孔隙率低,平均硬度值为（597.9±36.1）HV0.3。     

铝基复合材料耐磨特性的研究

采用粉末冶金方法制备4种不同增强体组分的铝基复合材料,这4种复合材料分别为:10%Al2O3/Al复合材料、1%MWCNT+9%Al2O3/Al复合材料、5%MWCNT+5%Al2O3/Al复合材料、10%MWCNT/Al复合材料。通过对上述4种组分的铝基复合材料在载荷为0.98 N,滑动速度为0.5 m/s时的耐磨实验表明:5%MWCNT+5%Al2O3/Al复合材料磨损量最小,磨损形式为磨粒磨损。     

化学镀层与涂层复合多层结构雷达波吸收性能研究

以纳米铁酸镍钴铁氧体复合Co粉、羰基铁粉等为吸收剂,并采用化学镀层,进行了单层、双层和三层涂层的试验研究。以期通过多层复合,获得既有良好的阻抗匹配同时又能对入射电磁波有效衰减的吸波涂层。采用纳米铁酸镍钴复合微米钴粉为吸收剂的单层雷达波吸波涂层;羰基铁粉与纳米铁酸镍钴复合微米钴粉的双层涂层,以及双层复合涂层+镀镍层的三层复合层结构,三种涂层厚度均为1mm,研究了三种涂层的吸波性能。结果表明,双层复合涂层的吸波性能较单层涂层在低频段有较大的提高,纳米铁酸镍钴复合微米Co的双层复合涂层的吸波性能优于纳米铁酸镍钴复合Co的单层涂层,三层复合涂层的吸波性能优于单层和两层复合涂层,三层复合涂层反射率小于-5dB的频宽为4.5～18GHz,较双层涂层提高5.4GHz。其中镀镍层对提高吸波性能作用明显。