电流密度对镍镀层结构和性能的影响

采用阴极移动电镀技术在电流密度为1～13A/dm2时制备镍镀层。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线应力衍射仪以及硬度计等手段,研究电流密度对镍镀层的表面形貌、结晶取向、孔隙率、内应力和硬度的影响。结果表明:镍镀层的织构和性能随电流密度的变化而改变。当电流密度低于7A/dm2时,镀层表面球形颗粒较为粗大、孔隙率较高,在为4A/dm2时,镀层具有最低的拉应力约110 MPa;当电流密度为7A/dm2时,镀层表面球形颗粒均匀细小,具有最小的表面粗糙度Ra 0.69μm,最小的孔隙率0.08个/cm2以及最高的硬度330HV0.1;当电流密度大于7A/dm2时,镀层的表面粗糙度增加,择优取向由(200)晶面向(220)晶面发生转变,电流密度达到13A/dm2时,(220)晶面的织构系数达到了85.4%。     

温度对柔性摩擦辅助电沉积镍镀层组织结构的影响

为提高镀层质量,采用新型的柔性摩擦辅助电沉积技术在不含任何添加剂的Watts镀液中制备了镍镀层。利用SEM、AFM、XRD、TEM以及硬度计等手段分别对镀层的形貌、生长取向、结构和硬度进行了表征,并与无柔性介质摩擦作用下的电沉积镍进行了比较。结果表明:在20~50℃的温度范围内,柔性摩擦辅助电沉积镍镀层组织结构得到改善。电沉积镍镀层均为面心立方结构,随着镀液温度的升高,柔性摩擦辅助电沉积镍镀层的择优取向由(220)晶面向(111)晶面转变,表面逐渐变得平整致密,硬度(HV)从4550 MPa增加到4750 MPa后趋于平稳。当温度为50℃时,柔性摩擦辅助电沉积镍镀层的平均晶粒尺寸为91.6 nm,远小于电沉积镍的平均晶粒尺寸153.7 nm。     

316L不锈钢表面超疏水微纳镍镀层定向电沉积工艺优化研究

利用定向电沉积技术在316L不锈钢表面设计制备了一种超疏水微纳镍镀层,通过对电沉积参数的优化,获得最佳电沉积工艺参数:初次电沉积电流密度5 A·dm~(-2),电沉积时间为480 s,结晶调节剂浓度为1.5 mol/L;二次电沉积条件为10 A·dm~(-2),60s。借助SEM、XRD、电化学测试技术、接触角测试对涂层进行表征,结果表明制备的316L不锈钢表面镍镀层阵列微纳结构具有典型的花瓣状分级结构和较好的超疏水性能,镍镀层阵列微纳结构由具有(110)择优取向晶面的针锥阵列结构组成,随着二次电沉积电流密度的增大,镍镀层阵列微纳结构的生长经历从针锥向花瓣结构转变。     

碱性镀液电沉积纳米晶Ni-Mo合金层的制备及其结构

在碱式碳酸镍溶液中获得了纳米晶结构Ni-Mo合金,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等技术对镀层结构进行分析,结果表明,镀层由Ni Mo和β-Ni4Mo两相组成,晶粒尺寸约为23.2nm。Ni Mo合金固溶体呈(111)晶面择优取向;β-Ni4Mo固溶体表现为较强的(200)晶面择优取向。电沉积参数对镀层外观、表面形貌和结合力有较大影响,当镀液pH值10.0左右,温度为30～35℃,电流密度为2～5A/dm2时,可以获得镀层外观质量和结合力良好的Ni-Mo合金镀层。镀液钼酸盐浓度增大,镀层中含钼量增加,镀层硬度先增加后下降,在钼酸盐浓度为8～12g/L时硬度最高,镀层强化主要为固溶强化所致。镀液中钼酸盐和氨水浓度影响镀层内应力。     

Ni-SiC纳米复合镀工艺及性能研究

 在纯铜板上制备了含有纳米SiC的镍基复合镀层，利用扫描电镜观察镀层表面显微组织.研究了含量、阴极电流密度、pH值、温度、时间、搅拌等主要工艺参数对纳米SiC在复合电沉积中沉积量的影响.并用MM-200磨损试验机检测了所得复合镀层的耐磨性能.X-ray衍射证明镀层中存在纳米SiC粉末；纳米SiC镍基复合镀层成型工艺参数为：电流密度3 A/dm2～15 A/dm2，温度30℃～60℃，pH值3～4，超声波辅助慢速机械搅拌；最佳含量40 g/L；纳米Ni-SiC复合镀层的耐磨性能优于纳米Ni-Al2O3复合镀层及纯Cr镀层.       

直流电沉积法制备纳米晶体镍镀层及其热稳定性的研究

利用直流电沉积技术,系统分析电流密度和镀液糖精浓度对纳米晶体镍性能的影响。电流密度在0.5-1.5 A/dm2 范围内时,可调节糖精浓度制备出415-603Hv的显微硬度宽分布的纳米晶镀层。小电流密度0.5 A/dm2 时,随糖精浓度增大,镀层(200) 面衍射强度增强,结构由(111), (200)双织构向(200)面转变,且镀层内应力值降低,增大到1.2g/L时,内应力降为0MPa。镀层晶粒尺寸为28~98nm时,直到600℃晶粒才开始长大,结构稳定性较好;晶粒尺寸为10nm时,晶粒在317℃异常长大,其结构稳定性显著下降。     

柔性摩擦辅助电沉积纳米晶镍的热稳定性（英文）

采用柔性摩擦辅助电沉积技术在无添加剂的Watts液中制备(111)择优取向且平均晶粒尺寸约为24 nm的等轴纳米晶镍镀层。差示扫描热分析结果表明:该纳米晶镍镀层的快速晶粒生长峰值温度约为285.4°C,晶粒生长趋于平衡峰值温度约为431.5°C。等时退火结果表明:该纳米晶镍镀层因无硫而未观察到异常晶粒生长行为;同时由于其初始镀态的低能界面结构和一定量退火纳米孪晶的形成,降低了纳米晶粒生长的驱动力,导致其热稳定性得到改善,使得该镀层在450°C退火后,表现出很小的残余拉应力(约50 MPa)和较高的硬度(约HV 400)。     

Ni–金刚石复合镀层制备工艺及其性能研究

为探究金刚石固结磨料研磨盘的复合电沉积制备工艺,对Ni–金刚石复合镀层制备工艺及其性能进行了研究。通过扫描电镜、显微硬度计、摩擦磨损试验机分析研究镀液金刚石浓度、电流密度、温度、沉积时间对复合镀层质量的影响。经试验得到最佳工艺参数:金刚石浓度40g/L,电流密度3A/dm2,温度50℃,沉积时间90min。经检测Ni–金刚石复合镀层表面平整,且金刚石粉末沉积均匀,复合镀层的耐磨性能相较于传统的镍层明显提高。     

铜基表面Ni-Si3N4纳米复合镀工艺研究

在纯铜板上制备了含有纳米Si3N4镍基复合镀层,利用扫描电镜观察镀层表面显微组织.研究了含量、阴极电流密度、pH值、温度、时间、搅拌等主要工艺参数对复合电沉积的影响.并用MM-200磨损试验机检测了所得复合镀层的耐磨性能.结果表明,纳米Si3N4镍基复合镀层成型工艺参数为:电流密度4～10A/dm2,温度30～60℃,pH:3～4,超声波辅助机械搅拌;最佳含量是20g/L.     

摩擦辅助喷射电沉积纳米晶镍的电化学腐蚀行为

采用摩擦辅助喷射电沉积工艺和传统喷射电沉积工艺制备纳米晶镍,用TEM对比分析了二者的组织结构,用电化学极化法研究了2种纳米晶镍层在3.5%NaCl(质量分数)溶液及1 mol/L H2SO4溶液中的腐蚀行为。结果表明,摩擦辅助喷射电沉积结晶过程更加均匀,制备的纳米晶镍层组织致密,晶粒细小,平均晶粒达到9.77 nm;在2种腐蚀溶液中,摩擦辅助喷射电沉积制备的纳米晶镍的电化学腐蚀性能均优于传统喷射电沉积;在NaCl溶液中,摩擦辅助喷射电沉积所制纳米晶镍在腐蚀过程中有钝化膜产生。并指出晶粒大小与微观缺陷是影响纳米晶镍耐腐蚀性能的2个重要因素     

负压-温度梯度电沉积镍镀层的耐腐蚀性

在负压-温度梯度环境下制备镍镀层,并研究分析不同电沉积工艺条件和参数(如沉积空间气压、阴极面温度、阴极电流密度、添加剂等)对镍镀层在10%HCl溶液和10%H2SO4溶液中的耐腐蚀性的影响。结果表明:无添加剂镀液中制备而成的镍镀层在两种酸性溶液中的腐蚀率均随沉积空间气压(20～5kPa)的降低及阴极面温度(40～65℃)的升高而减小,随阴极电流密度(3～81A/dm2)的增加而增大;相同操作条件下,镀液中加入适量十二烷基硫酸钠添加剂后所得镍镀层的腐蚀率更低。与常态环境(常压、大气环境)下获得的镍镀层相比,负压-温度梯度环境下电沉积的镍镀层的耐腐蚀性增强。     

HR-2钢表面在AlCl_3-EMIC熔盐中电沉积铝镀层的织构和形貌

12～28mA/cm2范围内,采用AlCl3-EMIC(氯化1-甲基-3-乙基咪唑)熔盐电沉积法在18～40℃获得铝镀层,用X射线衍射(XRD)仪和扫描电子显微镜(SEM)研究其织构与形貌。结果表明,铝镀层呈(200)晶面择优取向,其相对衍射峰强度随电流密度和沉积温度升高而减弱,随镀层厚度增加而增强。厚度为8μm时镀层择优取向最明显,其表面颗粒呈棱锥状均匀紧密排列。电流密度为12mA/cm2时,随温度升高镀层由(200)晶面择优取向转变为(200)和(222)晶面择优取向,其表面颗粒随之由较均匀的棱锥状转变为不规则的核桃仁状。讨论镀层织构形成的可能机制。     

阴极电流密度对电镀Ni-W合金镀层质量的影响

主要研究了阴极电流密度对电沉积Ni-W合金镀层的组成、形貌及耐腐蚀性的影响,并做了简要分析.结果表明,较高的电流密度有利于钨的析出,当电流密度为5A/dm2时,镀层质量最好.     

Al-Mg合金镀层的制备与性能

利用AlCl3 LiAlH4 MgBr2有机溶剂体系在碳钢基体上电沉积出Al-Mg合金镀层,并对不同沉积电流密度下Al-Mg镀层的表面形貌、成分、结构、厚度、结合力和耐蚀性进行了研究。结果表明:沉积出的铝镁合金镀层表面光滑、均匀、致密;膜层中的镁含量随沉积电流密度的增加而增大,且以Al-Mg固溶体形式存在,并按(200)面的结构生长;随沉积电流密度的增加,铝镁合金镀层的厚度与晶格常数呈线性增大;在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性呈先增大后减小的规律;Al-Mg镀层与碳钢基体的结合力良好,均大于50 N;Al-Mg镀层的沉积速率、结合力和耐蚀性均高于相同沉积条件下的纯铝镀层;Al-Mg合金镀层沉积的最佳电流密度为0.75~1.50A/dm2。     

电沉积超细晶与纳米晶镍镀层的摩擦学行为比较

采用无/有柔性摩擦辅助电沉积技术在不含添加剂的Watts镀液中制备了超细晶和纳米晶镍镀层。对比研究了两种镍镀层的显微结构、纳米压痕力学性能以及干摩擦磨损行为。研究结果表明,纳米晶镍具有比超细晶镍更加细小均匀的晶粒尺寸、更大的纳米压痕硬度、弹性模量以及硬模比。2种镀层的主要磨损机制均为粘着磨损,但因载荷不同而表现出不同的摩擦学行为。在低载荷(1~3 N)下,纳米晶镍的表面粗糙度低,磨损表面相对平整致密,因而摩擦系数相对较低;在高载荷(5 N)下,纳米晶镍的氧化磨屑疏松,磨损表面较为粗糙,因而摩擦系数相对较高;在测试载荷条件下,纳米晶镍的磨痕深度和磨损体积更小,其耐磨性更优。     

泡沫镍制备中脉冲电沉积镍研究

研究了泡沫镍制备过程中脉冲电沉积镍工艺参数(电流密度、脉冲频率、占空比)对沉积速率、镍沉积层的晶体结构和微观形貌的影响.最佳脉冲电沉积工艺参数为:电流密度2.0 A/dm2,脉冲频率1000 Hz,占空比1∶5.此时获得的镍沉积层结构平整,粒度分布均匀,晶体结构完整.     

磁场作用下电沉积镍层织构及表面形貌分析

分别在垂直和平行磁场环境下电沉积镍,利用XRD和SEM研究了电流密度、磁场强度、磁场方向、超声强度对镍晶镀层织构,以及磁场强度对镀层表面形貌的影响作用,并对其影响机理进行了分析。结果表明:增大电流密度对(200)晶面取向具有促进作用,随着电流密度的增大,晶面织构由以(111)为主变为以(200)为主;磁场强度增加会促使镀层织构(111)晶面取向增强,平行磁场相较于垂直磁场更有利于晶粒生长;超声作用会使晶粒由择优取向变为随机取向;此外,施加磁场作用后,晶粒尺寸随磁感应强度增加而减小,表面更加均匀。     

快速电沉积Al_2O_3/Ni复合镀层工艺及性能研究

以Al2O3微粒为分散相,进行了镍基快速复合电镀工艺研究,在中、低温条件下,以高达20 A/dm2的阴极电流密度,快速电沉积出了Al2O3含量为5%~9%(质量分数)的Al2O3/Ni复合镀层。考查了阴极电流密度、镀液温度、超声强度、以及镀液中Al2O3微粒含量等因素对复合镀层中Al2O3含量及镀层内应力影响的规律。利用扫描电镜及能谱分析技术对Al2O3/Ni复合镀层的微观形貌及组成进行了表征。     

S135钻杆钢表面Fe-Ni-W合金镀工艺

利用正交试验,选择温度、主盐浓度等4个因素,通过极差分析,确定了S135钻杆钢电沉积Fe-Ni-W合金镀层的最佳制备工艺,研究了镀液pH值、电流密度以及柠檬酸钠对镀层的组分、显微硬度和沉积速率的影响。结果表明：在本试验的制备条件下,获得的合金镀层结构为非晶态;随着镀液PH升高,镀层显微硬度先增大后减小,沉积速率总体呈下降趋势;镀层沉积速率随电流密度增加也逐渐增大,当电流密度从6 A/dm2增大到15 A/dm2时,合金硬度增加趋势较大,从320 HV到540 HV;当增加镀液中的柠檬酸钠含量,铁和钨均呈现增加趋势,而镍含量却出现下降趋势,同时,镀层硬度先增大后减小,沉积速率逐渐减小。     

双向脉冲法电沉积低应力晶须抑制型锡镀层

以甲基磺酸锡为镀锡液的主盐,采用Stoney镀层应力测试方法,以及锡晶须生长趋势评价标准(JEDEC标准JESD22Al21.01),研究了双向脉冲电沉积参数对纯锡镀层拉应力大小及其晶须生长特性影响的规律。利用扫描电子显微镜(SEM)表征了锡镀层晶须生长前后的微观形貌,优选出了锡镀层应力低、锡晶须生长趋势小的双向脉冲电沉积参数(平均电流密度为10 A/dm~2,占空比为0.7,逆向脉冲系数为0.5,频率为10 Hz)。结果表明,通过调控双向脉冲参数,可控制纯锡镀层内应力的大小,进而制备出可抑制锡晶须生长的纯锡镀层。