Ni-P非晶薄膜晶化相与相变动力学的XRD分析

用原位XRD技术分析了连续加热过程中电沉积Ni-P薄膜晶化与相变行为．通过定量分析,确定出不同温度下各相的析出量,由此计算出各相的晶化与相变激活能以及晶化结晶度．结果表明, Ni-P非晶薄膜的晶化与相变行为与薄膜中P的含量有关．在晶化过程中出现了四种亚稳相即NiP,Ni2P,Ni12P5及Ni5P2．计算得到:亚稳相NiP,Ni2P及稳定相Ni3P的相变激活能分别为133±15,172±19及190±20 kJ／mol;单个析出相的相变激活能低于Ni-P合金晶化激活能和Ni原子的自扩散激活能．     

热处理工艺对Ni-P-PTFE复合镀层组织与性能的影响

采用扫描电镜、X射线衍射、差热分析研究了热处理对Ni-P-PTFE(聚四氟乙烯)化学复合镀镀层组织的影响,并研究了镀层的磨损性能.结果表明,经400℃×1 h处理后,PTFE的挥发主要发生在镀层的表层,内部的PTFE含量变化很小;镀态条件下,镀层为非晶态,经400℃×1 h处理晶化后生成Ni相及Ni3P相.Ni-P-PTFE复合镀层的晶化起始温度和峰值温度都高于Ni-P镀层.Ni-P-PTFE复合镀层的激活能为235 kJ/mol,与Ni-P镀层的激活能差别不大.镀层摩擦系数在PTFE加入量为8 mL/L时最小,同时镀层磨损量最小;热处理后,Ni-P-PTFE复合镀层表现出较好的耐磨性和较小的摩擦系数.     

电沉积非晶态镍磷镀层的结构及晶化过程

对电沉积磷含量12.3wt%非晶态Ni-P镀层晶化过程进行了分析。利用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描分析(DSC)、透射电镜(TEM)和高分辩透射电镜(HRTEM)研究了非晶态Ni-P合金镀层热处理前后的相转变和结构变化。结果表明,晶化过程分步进行,经历非晶→亚稳相→稳定相的转变。XRD和分析结果表明,270℃镀层开始晶化,亚稳相Ni12P5和Ni5P2析出,420℃时完全消失,转变为Ni3P和Ni稳定相。     

热处理温度对Ni-Co-P合金镀层组织与性能的影响

研究了不同热处理温度对化学镀Ni-Co-P镀层组织和性能的影响.结果表明:在给定实验条件下,原始镀态Ni-Co-P镀层组织呈非晶结构胞状形态.随加热温度升高至400℃时,经XRD分析可知,镀态的非晶结构Ni-Co-P镀层发生部分晶化,析出亚稳相Ni12P5,500℃热处理后完全晶化,亚稳相转变为稳定的Ni,P相,镀层表面形貌变化不大,但当600℃热处理后镀层表面形貌由胞状变为蠕虫状.镀层硬度随热处理温度的升高先增后降,至400℃时硬度达到最高值,而后随温度的升高而下降,与组织结构的变化相吻合.研究还表明,Ni-Co-P镀层同Ni-P镀层相比,具有更优异的耐硫酸腐蚀性能.     

热处理对Ni-P-金刚石化学复合镀层组织结构的影响

研究了热处理对Ni—P—D(金刚石)复合镀层的组织结构的影响。结果表明，复合镀层镀态时为非晶 微晶结构；镀层在300℃加热后开始晶化，晶化后形成晶相Ni和Ni3P，并以Ni3P相为主相；随着热处理温度升高，晶化相不断析出并长大，至500℃晶化基本完成。晶化过程中Ni相的相对含量逐渐增加，最后形成的镀层晶化组织以Ni相为主相。     

化学沉积 Ni-Mo-P 和 Ni-P 镀层退火晶化组织及耐蚀性

目的研究化学沉积Ni-4.11%Mo-6.50%P和Ni-9.19%P合金镀层退火晶化转变特征,通过定量表征镀层的晶化程度、晶粒尺寸及结晶相的质量分数,建立显微组织与耐蚀性的关联。方法采用XRD衍射技术和Jade软件分析,定量表征镀层的晶化组织特征,由SEM/EDS测试确定镀层的成分及表面形貌,通过浸泡腐蚀实验及金相显微观察,对比两种镀层的耐蚀性。结果 Ni-Mo-P镀层在低于400℃退火时,只有Ni相结晶;在≥400℃退火时,发生Ni3P晶化反应,同时伴有Ni-Mo固溶体的形成,600℃时的晶化程度为88.13%。相比之下,Ni-P镀层中Ni3P相开始析出的温度降至300℃,600℃时的晶化程度达到91%。在相同温度进行热处理时,Ni-Mo-P镀层晶粒尺寸小于Ni-P镀层。在发生Ni3P晶化反应的温度下,两种镀层中Ni3P的晶粒尺寸总是大于Ni相。在0.5 mol/L的H2SO4中,对于Ni-Mo-P镀层,除300℃外,其他温度下的热处理均能显著改善其耐蚀性;而对于Ni-P镀层,镀态下具有最好的耐蚀性能。在10%的HCl溶液中,退火温度为600℃时,Ni-Mo-P镀层的耐点蚀性能更好;而Ni-P合金则相反,镀态及低温200℃退火后的耐点蚀性能最好。结论 Mo的共沉积提高了Ni-Mo-P镀层Ni3P的析出温度,降低了镀层的晶化程度及晶粒尺寸;与Ni-P镀层相比,高温退火的Ni-Mo-P镀层表现出了优异的耐点蚀性能,但耐硫酸均匀腐蚀的性能较差。     

非晶态Ni—Mo—P层的组织结构与晶化过程

用化学沉积方法在酸性镀液中获得了Ni—Mo—P非晶镀层，运用能谱仪、扫描电镜和X射线衍射仪对该镀层非晶结构的形成、成分与结构及其晶化过程进行了分析，并与Ni—P镀层进行了对比。结果表明，Ni—Mo—P镀层比Ni—P镀层晶化温度高，热稳定性好。热处理后Ni—Mo—P镀层在500℃时硬度达到最高值。随着热处理温度的升高，镀层的形貌和性能也发生了相应的变化。     

非晶态镍磷合金晶化过程的研究

利用光学显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪和显微硬度计,研究了非晶态镍磷合金镀层晶化过程及镀层的组织和性能.结果表明: 200～260℃加热,镀层的局部区域已发生晶化;280℃热处理后晶化过程加快;400℃热处理后晶化完全;500℃加热处理后晶粒开始长大.表明非晶态Ni-P合金的晶化在200～400℃温度范围内进行,晶化过程中,弥散析出的Ni3P相具有调幅结构.大量高硬度的Ni3P相弥散析出,使镀层硬度大大提高.     

Ni-P-金刚石复合镀层的等温晶化动力学研究

采用金刚石作为复合粒子制备了Ni-P-金刚石复合镀层,通过引入晶化方式指数的概念,研究了Ni-P镀层和Ni-P-金刚石复合镀层的等温晶化过程的形核和长大动力学。结果表明,在相同温度下,Ni-P-金刚石复合镀层开始晶化所需时间比Ni-P镀层的少,但其晶化过程进行较为缓慢,完成晶化所需时间较长。说明金刚石的存在有利于晶化过程的开始,但对晶化的进行过程又有阻碍作用。Ni-P-金刚石复合镀层与Ni-P镀层两者的晶化机制是一样的,Ni-P-金刚石复合镀层的晶化方式指数为2．87,Ni-P镀层晶化方式指数为2．91。     

Ni-P-金刚石化学复合镀层的组织结构及性能

研究了Ni-P-金刚石复合镀层的组织结构及性能特点，结果表明：复合镀层镀态时为非晶结构；镀层经300℃，1h的热处理后开始晶化，晶化后形成品相Ni和Ni3P；与Ni—P镀层相比，Ni-P-金刚石复合镀层具有更好的硬度和耐磨性，特别是在镀态时差别更明显；但复合镀层的耐蚀性和抗氧化能力低于普通Ni-P镀层。     

Ni-P-纳米SiC化学复合镀层组织与性能研究

为了探讨复合镀层的耐磨性与功能性,制备了Ni-P-纳米SiC化学复合镀层,采用X射线衍射分析了其组织,MM-200型磨损机测试了耐磨性,利用VSM研究了磁学性能.结果表明:热处理使组织发生晶化转变,生成Ni和Ni3P相;纳米复合镀层经500℃×1h热处理达到最佳耐磨值;其磁学性能镀态下比Ni-P镀层略有提高;适当热处理能使复合镀层磁学性能明显提高.     

PROPERTIES OF ELECTRODEPOSITED AMORPHOUS Ni-W-P-SiC COMPOSITE COATINGS

ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳＯＦＥＬＥＣＴＲＯＤＥＰＯＳＩＴＥＤＡＭＯＲＰＨＯＵＳＮｉ－Ｗ－Ｐ－ＳｉＣＣＯＭＰＯＳＩＴＥＣＯＡＴＩＮＧＳＧＵＯＺｈｏｎｇｃｈｅｎｇ;ＬＩＵＨｏｎｇｋａｎｇ;ＷＡＮＧＺｈｉｙｉｎ;ＷＡＮＧＭｉｎ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｔａ...     

TC4钛合金表面化学镀Ni-P合金耐磨层研究

利用化学镀方法在TC4钛合金表面成功制备结合力良好的Ni-P合金耐磨层,研究了提高镀层结合力的方法,结合SEM、XRD、EDS等现代物理分析方法分析了不同温度热处理后镀层的组织结构,从而建立不同热处理温度、镀层结构与镀层硬度和耐磨性能的关系。结果表明:二次浸锌活化方法和热处理能显著提高镀层与基体的结合强度,经600℃热处理后镀层结合力达到35N。基材的硬度HV为3780MPa,磨损量为9.6mg,镀态镀层的硬度HV为5760MPa、磨损量为7.7mg。随着热处理温度升高Ni3P相增多,该相的弥散分布使镀层硬度增加,最高硬度HV达到9790MPa,但400℃后硬度降低,这是由于Ni3P相随着热处理温度的继续升高而发生偏聚,使弥散强化程度下降;镀层的磨损量随着热处理温度的升高而减小,说明耐磨性能随着热处理温度的升高而增强,600℃热处理后,虽然镀层晶粒长大、粗化及镀层硬度降低,但此时镀层晶格的完整性最佳,镀层塑性和韧性提高,所以耐磨性能最好。     

热处理温度对AZ91D合金表面Ni-P-SiC复合镀层性能的影响

目的提高镁合金表面Ni-P-SiC复合镀层的耐腐蚀性能和耐磨性能。方法采用加入SiC微粒的Ni-P化学镀溶液,在AZ91D镁合金表面制备Ni-P-SiC复合镀层,并在不同温度下进行热处理,通过X射线衍射(XRD)、显微硬度测试、电化学腐蚀测试和摩擦磨损实验等方法分析和评价镀层的组织构成、显微硬度、耐腐蚀性能和耐磨性能。结果 Ni-P-SiC复合镀层经320℃热处理后,组织结构由非晶向晶体转变,并伴随有Ni3P相的析出。此温度下热处理的Ni-P-SiC复合镀层:显微硬度最高,可达1120HV,为未热处理时显微硬度(620HV)的1.81倍;自腐蚀电位为–0.697 V,较未热处理样品的(–0.727 V)有所提高;腐蚀电流密度基本最小,为0.984μA/cm~(–2);磨损体积最小,为0.324×10~(–3) mm~3。340℃热处理的复合镀层则磨损体积最大,为1.43×10~(–3) mm~3。结论在AZ91D镁合金表面制备的Ni-P-SiC复合镀层经过320℃热处理保温1 h后,复合镀层的硬度、耐腐蚀性能和耐磨性能均有所提高。     

Electrodeposition and corrosion resistance of Ni–P–TiN composite coating on AZ91D magnesium alloy

In order to improve the corrosion resistance and microhardness of AZ91D magnesium alloy, TiN nanoparticles were added to fabricate Ni–P–TiN composite coating by electrodeposition. The surface, cross-section morphology and composition were examined using SEM, EDS and XRD, and the corrosion resistance was checked by electrochemical technology. The results indicate that TiN nanoparticles were doped successfully in the Ni–P matrix after a series of complex pretreatments including activation, zinc immersion and pre-electroplating, which enhances the stability of magnesium alloy in electrolyte and the adhesion between magnesium alloy and composite coating. The microhardness of the Ni–P coating increases dramatically by adding TiN nanoparticles and subsequent heat treatment. The corrosion experimental results indicate that the corrosion resistance of Ni–P–TiN composite coating is much higher than that of uncoated AZ91D magnesium alloy and similar with Ni–P coating in short immersion time. However, TiN nanoparticles play a significant role in long-term corrosion resistance of composite coatings.     

脉冲复合镀层Ni-W-P-SiC和RE-Ni-W-P-SiC的组织与相结构分析

运用X射线衍射仪、电子探针X射线能谱仪等手段分析研究了Ni-W-P-SiC和RE-Ni-W-P-SiC脉冲复合镀层的组织结构.结果表明,Ni-W-P-SiC和RE-Ni-W-P-SiC两种脉冲复合镀层表面比相应直流镀层光滑平整细腻得多,脉冲参数不同会得到表面平整程度和粒度不同的镀层,稀土的加入使RE-Ni-W-P-SiC复合镀层比Ni-W-P-SiC复合镀层晶粒更细小、截面更均匀;同时热处理温度和时间对镀层的截面形貌也有影响,Ni-W-P-SiC、RE-Ni-W-P-SiC脉冲镀层在镀态时都是非晶态结构,随着热处理温度的升高,两脉冲复合镀层的非晶态形态逐渐减弱,镀层逐渐向晶态转变,Ni3P相的衍射峰逐渐加强,且不断出现新相的特征峰;稀土元素的加入对脉冲镀层在镀态和热处理时相结构有一定程度影响.     

Corrosion resistance of electrodeposited RE-Ni-W-P-SiC composite coating

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＭａｋｉｎｇｕｓｅｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌｓｉｓｔｈｅｄｅｖｅｌ ｏｐｉｎｇｔｒｅｎｄｉｎｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｍａｔｅｒｉａｌｓｓｃｉｅｎｃｅ .Ｉｔｍｅａｎｓｏｂｔａｉｎｉｎｇａｎｅｗｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌｂｙｃｏｍｂｉｎｉｎｇｔｈｅｂｅｓｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｓｅｖｅｒａｌｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍａｔｅｒｉａｌｓｓｏａｓｔｏｍｅｅｔｐｅｏｐｌｅ’ｓｄｅｍａｎｄｓ .Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｕｓｅ…     

Microstructure and Wear Resistance Evolution of HVOFSprayed WC-（W,Cr）2C-Ni Coating with Post Heat Treatment In Air Atmosphere

WC-(W,Cr)2C-Ni coating was prepared on 1Cr18Ni9Ti stainless steel and C-276 Ni-base Hastelloy by high velocity oxy-fuel(HVOF)spraying.The effect of post heat treatment in air atmosphere on the microstructure,phase composition,microhardness,fracture toughness,and wear resistance of HVOF-sprayed WC-(W,Cr)2C-Ni coating was investigated.The microstructure and phase composition of the coatings were analyzed by means of field emission scanning electron microscopy(FESEM)and X-ray diffraction(XRD).The microhardness and fracture toughness of the coatings were measured using a microhardness tester and a Vickers hardness tester.Moreover,dry friction and wear behavior of the coatings sliding against Si3N4 ball was investigated using an oscillating friction and wear tester;and the worn surfaces of the coatings were analyzed by means of scanning electron microscopy(SEM).It was found that heat treatment within 500-800°C resulted in crystallization of amorphous phase in as-sprayed coating,generating nanoscale new phases such as NiWO4,CrWO4 and Cr2WO6.Besides,heat treatment led to increase of the microhardness of as-sprayed coating,and the highest microhardness was obtained after heat treatment at 800°C.The fracture toughness and wear resistance of the as-sprayed coating increased with increasing heat treatment temperature up to 700°C but tended to decrease with further elevating temperature.In other words,the mechanical properties and wear resistance of the as-sprayed coatings were worsened owing to excessive growth of oxidation grains and depletion of ductile Ni binder after heat treatment above 700°C.Thus it was suggested that as-sprayed ceramic composite coating should be post heat treated in air at a moderate temperature of 700°C so as to achieve the optimized mechanical properties and wear resistance.