Ni-纳米Al2O3复合镀层结构和耐磨性能研究

采用复合电镀技术通过向电镀溶液中加入平均粒度为90nm的Al2O3粉,在Ni基材上制备了Ni-纳米Al2O3复合镀层,应用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(EDAX)及透射电镜(TEM)等手段对复合镀层的表面形貌和结构进行了表征,并通过试验考察了镀层的磨损性能.结果表明,纳米Al2O3颗粒均匀分布在Ni纳米晶中;纳米Al2O3颗粒的加入不仅细化了基体Ni的晶粒尺寸,而且还具有弥散强化作用,从而提高了Ni-Al2O3纳米复合镀层的硬度和耐磨性能.     

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.     

纳米Al2O3及PTFE的加入对镀层性能的影响

在化学镀Ni-P合金镀液中添加纳米Al2O3及PTFE制得Ni-P/PTFE-Al2O3复合镀层.研究了纳米Al2O3及PTFE的添加量对镀层硬度、磨损及减摩性能的影响.结果表明:纳米Al2O3及PTFE的加入能提高Ni-P合金镀层的硬度、耐磨及减摩性.     

脉冲电沉积Ni-P/纳米Al2O3复合镀层的性能

Ni-P/纳米Al2O3复合镀层具有良好的耐磨、耐腐蚀性能,但有关脉冲电沉积Ni-P/纳米Al2O3复合镀层的报道较少.采用脉冲电沉积方法制备了Ni-P/纳米Al2O3复合镀层,研究了复合镀层的表面形貌、结构及其在5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能,并对300,400,500℃热处理后的复合镀层的显微硬度进行了测试.结果表明:Ni-P/纳米Al2O3复合镀层的耐蚀性优于1Cr18Ni9Ti不锈钢,但比Ni-P合金镀层差;随镀液中纳米Al2O3浓度增大,复合镀层的显微硬度提高,镀液中纳米Al2O3浓度为25.0 g/L时制得的复合镀层的硬度为685.5 HV;Ni-P/纳米Al2O3复合镀层经400℃热处理后硬度最高.     

阳极Sn含量对焦磷酸盐电镀低锡Cu-Sn合金层性能的影响

为改善焦磷酸盐电镀Cu-Sn合金层的耐蚀性能差、镀速慢、结合力差等问题,用失重试验、形貌成分分析及电化学技术等方法,研究了阳极中Sn含量对焦磷酸盐电镀Cu-Sn合金层的沉积速率、腐蚀速率、腐蚀过程和微观形貌等的影响。结果表明:当阳极中Sn含量(质量分数)为25%时,Cu-Sn合金镀层的沉积速率较大[6.32mg/(cm2·h)],镀层中Sn含量为5.80%,属于低锡青铜,镀层耐蚀性好,在5%H2SO4溶液中的失重腐蚀速率最小,为0.011 8 mg/(cm2·h),腐蚀电流密度较小(84.7μA/cm2),腐蚀电位最正(-0.405 V),腐蚀倾向最小;CuSn合金镀层的包状物颗粒大小均匀、排列紧密、无明显的表面缺陷,镀层与基体结合良好。     

喷射电沉积Ni-Al2O3纳米复合镀层的组织及性能

利用喷射电沉积工艺制备了Ni-Al2O3纳米复合镀层,分析了纳米Al2O3颗粒添加量、阴极电流密度以及电解液喷射速度对复合镀层中纳米颗粒含量的影响,采用扫描电镜(SEM)以及X-射线衍射仪对复合镀层的微观形貌进行了分析,研究了复合镀层中纳米颗粒含量对其显微硬度、结合强度、耐腐蚀性的影响。结果表明,镍沉积层具有纳米晶微观结构,平均晶粒尺寸约为50nm;纳米Al2O3颗粒在沉积层中的含量可达12.2at%;随Al2O3含量的提高,镀层显微硬度逐渐提高,结合强度和耐腐蚀性先提高后有所降低。     

Al2O3粒子对双脉冲电沉积Ni-Al2O3 镀层组织与性能的影响

通过直流电沉积(DC)、双脉冲电沉积(PRC)在45钢上制备了Ni-Al2O3复合镀层,研究了Al2O3颗粒含量对复合镀层性能的影响,并用X射线衍射、扫描电镜等测试方法分析了Ni-Al2O3复合镀层的组织形貌与性能.结果表明:Al2O3粒子的加入使镀层结晶细密、平整,复合镀层的硬度和耐高温氧化性能随着Al2O3含量的增加而升高;镀层中粒子含量相近时,双脉冲方式制备的复合镀层硬度、宏观残余应力和耐高温氧化性能优于相应的直流复合镀层.     

Ni/纳米Y2O3复合刷镀层的组织结构与摩擦磨损特性

添加纳米颗粒的复合镀层较常规单相镀层具有更优异的性能。采用电刷镀技术在2Cr13不锈钢表面制备了Ni/纳米Y2O3复合镀层,研究了纳米Y2O3含量对复合镀层的形貌、成分、硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明:与纯镍镀层相比,复合镀层表面更为平整致密;随着镀液中纳米Y2O3含量的提高,复合镀层的硬度呈现先升高后降低的趋势;当纳米Y2O3颗粒含量为15 g/L时,复合镀层的晶粒最为细小,硬度达到极大值,摩擦系数(0.20)明显低于快速镍镀层(0.38),磨损面的黏着和撕裂现象大大减轻,表现出良好的摩擦磨损性能。     

脉冲电沉积RE-Ni-W-B-PTFE-Al2 O3复合镀层性能的研究

高性能复合镀层具有优良的耐磨、耐蚀性能,能满足工业生产对材料性能的要求.研究了脉冲电沉积RE-Ni-W-B-PTFE-Al2O3复合镀层的成分、形貌及性能.结果表明:脉冲电流及Al2O3固体颗粒能明显提高RE-Ni-W-B-PTFE-Al2O3复合镀层中W和B的含量;与直流电沉积相比,脉冲电沉积RE-Ni-W-B复合镀层的表面裂纹已明显减小,但裂纹仍存在,当Al2O3耐磨颗粒及PTFE减摩微粒嵌入RE-Ni-W-B复合镀层中以后,在SEM 400倍下观察,RE-Ni-W-B-PTFE-Al2O3镀层已不存在裂纹, 而且镀液中Al2O3颗粒含量越多,晶粒就越细;此外,研究表明,镀液中Al2O3颗粒含量增加, RE-Ni-W-B-PTFE-Al2O3复合镀层镀态硬度增加,磨损率降低.     

Ni-α-Al2O3纳米复合电镀工艺的优选及镀层的硬度和耐蚀性

为了提高Ni-Al2O3纳米复合电镀层的硬度和耐蚀性,以正交试验对镀液温度、电流密度、α-Al2O3纳米粒子质量浓度等因素进行了优选,采用扫描电镜、能谱仪、硬度仪及电化学工作站分别研究了镀层的微观形貌、能谱、硬度和耐蚀性。获得了最优工艺条件:镀液温度65℃,阴极电流密度2 A/dm2,Al2O3加入量为10g/L;在此工艺条件下所得Ni-α-Al2O3纳米复合镀层晶粒细小、表面平整、光滑,显微组织致密、均匀,镀层的硬度及耐蚀性比纯镍镀层均有显著提高。     

Ni—a-Al2O3纳米复合电镀工艺的优选及镀层的硬度和耐蚀性

为了提高Ni-Al2O3纳米复合电镀层的硬度和耐蚀性,以正交试验对镀液温度、电流密度、a-Al2O3纳米粒子质量浓度等因素进行了优选,采用扫描电镜、能谱仪、硬度仪及电化学工作站分别研究了镀层的微观形貌、能谱、硬度和耐蚀性。获得了最优工艺条件：镀液温度65℃,阴极电流密度2A／dm2,Al2O3加入量为10g／L;在此工艺条件下所得Ni-a-Al2O3纳米复合镀层晶粒细小、表面平整、光滑,显微组织致密、均匀,镀层的硬度及耐蚀性比纯镍镀层均有显著提高。     

Ni-Al2O3纳米复合电镀工艺的初步研究

初步研究了复合电镀各工艺条件：电流密度、镀液pH值和温度以及搅拌方式对Al2O3纳米微粒在镍基复合镀层中含量的影响。研究表明：电流密度增大不利于提高镀层中纳米微粒的含量；pH值增大也明显使复合量降低;镀液温度升高，镀层中微粒的复合量随之略有改变；电镀时，加强搅拌或适当改变搅拌方式，可以使复合镀居中的纳米微粒含量提高。还利用扫描电镜及能谱对Ni-Al2O3镀层表面进行了观察与分析。     

电泳-电沉积Ni-Al2O3纳米复合层的微观结构及性能

为了改善纳米复合镀层的物理、力学性能,以电泳-电沉积工艺制备了具有较高纳米Al2O3含量的Ni-Al2O3纳米复合镀层.用SEM、TEM、显微硬度计等对复合镀层的表面微观形貌、显微硬度以及耐磨性能进行了分析;探讨了电泳液中α-Al2O3微粒浓度、电沉积电流密度对复合镀层表面微观形貌、显微硬度及其与基体的结合力的影响.结果表明:α-Al2O3纳米粒子弥散分布于镀层之中,并对基质金属晶粒产生细化作用;电泳液中α-Al2O3微粒浓度对复合镀层表面微观形貌影响较大,电沉积电流密度对微观形貌无明显影响;随着电泳液微粒浓度和电沉积电流密度的增大,复合镀层显微硬度均呈下降趋势,在电泳液微粒浓度8 g/L,电沉积电流密度0.5A/dm2时,复合镀层具有最大显微硬度442 HV,较纯镍镀层有明显提高.镀层中微粒体积分数约为30％时,镀层的耐磨性能及与基体的结合性能最为优异.     

Ni-Al2O3复合镀工艺及镀层性能的研究

介绍了Ni-Al2O3耐磨复合镀的制备工艺,讨论了工艺参数对镀层质量的影响.研究表明,电流密度增大不利于提高镀层中纳米颗粒的含量,pH值增大会使复合含量降低,电镀时适当搅拌或适当改变搅拌方式可以使复合镀层中的纳米颗粒含量提高.Al2O3颗粒的加入能有效阻止镍晶粒的生长,且在颗粒附近复合镀层的硬度比镀纯镍成倍的提高,Al2O3颗粒越细小作用越明显.目的是提高不锈钢表面的耐磨性,制备的复合镀层耐磨性高于镀纯镍.确定了适宜的工艺范围:纳米粉体质量浓度为10～20 g/L,电镀时间10～15 min,电流密度1.5～2.0 A/dm2,pH值为4.0～5.0,机械搅拌速度120 r/min,超声波功率200 W,电镀温度45℃.     

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.     

超声电沉积法制备Ni-Y_2O_3纳米复合镀层的工艺

Y2O3-Ni复合电沉积层性能优异,用途颇多,但目前有关这方面的研究报道较少.采用超声波技术电沉积制备了Ni-Y2O3纳米复合镀层,考察了制备工艺参数对复合镀层中Y2O3含量和镀层硬度的影响,采用环境扫描电子显微镜(ESEM)对纳米复合镀层的表面形貌进行了分析.结果表明,Y2O3添加量20g/L、Jc 2 A/dm2、超声波功率300 W时,复合镀层的表面组织均匀致密、晶粒细小且显微硬度较高;超声波空化作用产生的微射流可以减少纳米颗粒团聚,提高镀层的性能.     

铜基纳米Al2O3复合刷镀层组织形貌及耐磨性研究

在紫铜基体上分别制备了普通快速铜镀层和纳米Al2O3/快速铜复合刷镀层,采用扫描电镜、金相显微镜、显微硬度计、摩擦磨损实验机对比研究了两种镀层的表面形貌、截面组织形貌、显微硬度和耐磨性。结果表明,纳米Al2O3颗粒的加入显著改变镀层组织形貌与性能。与普通快速铜镀层相比,纳米铜基复合刷镀层表面平整,组织更加细化致密,显微硬度增大,摩擦系数降低,减弱了磨损面的犁削效应和粘着效应,耐磨性优于普通快速铜镀层。     

基于选区激光烧结技术的纳米Al2O3改性PS的试验

基于选区激光烧结(SLS)技术,采用表面未处理和表面处理的纳米Al2O3对聚苯乙烯(PS)进行改性试验,并研究了纳米Al2O3用量对其冲击强度、硬度的影响。结果表明,SLS合成制备出了纳米Al2O3在PS基体中分散较均匀的纳米复合块体材料。同时,在相同的SLS工艺参数作用下,纳米Al2O3柱子表面预处理的烧结件的缺口冲击韧性较表面未处理的有显著提高;而硬度几乎不受影响。纳米Al2O3含量6％,缺口冲击韧性最好,达到了11．7kJ／m^2;而纳米含量的变化对硬度的影响不明显。     

10T平行强磁场下Ni-纳米Al2O3复合共沉积的研究

将Ni-纳米Al2O3复合电镀过程移置于10T平行强磁场（B∥J）中，探讨了有无平行强磁场条件下电流密度对镀层形貌及镀层中纳米颗粒含量的影响规律。结果表明，在10T平行强磁场下，氧化铝颗粒在复合镀层中呈网格状分布，并且网格的尺寸随着电流密度的增加而增加；电流密度显著影响镀层中纳米氧化铝的含量，不论是否施加磁场，当电流密度为2A·dm^-2时镀层中颗粒含量最高。施加强磁场时，可使镀层在低电流密度下获得较高的纳米颗粒含量。     

低温镀铁液中Al2O3含量对镀层性能的影响

低温镀铁液中,不同的Al2O3含量对镀层的显微硬度、沉积速率、腐蚀速率和耐磨性能都有相当的影响:镀液中Al2O3含量增加,沉积速率上升,镀层的硬度和耐磨性显著提高,耐蚀性比基质金属镀层略低,Al2O3为40g/L时镀层的显微硬度最大,耐磨性最好,综合能力最佳.