镍的摩擦辅助喷射电沉积过程及沉积效率

分别使用传统喷射电沉积和摩擦辅助喷射电沉积技术制备一组不同沉积时间的镍沉积层,并采用非接触式表面三维形貌仪对其表面形貌进行观察,采用XRD分析沉积层的晶粒大小和织构随沉积时间的变化,用TEM观察沉积层组织机构的不同,通过沉积层的厚度分析对两种方法的沉积效率和稳定性进行比较。结果表明:传统喷射电沉积镍层随着沉积时间的增加表面逐渐变得粗糙,沉积时间由20 min增加至120 min时,粗糙度Ra值由212 nm增加至282 nm,而摩擦辅助喷射电沉积镍层可以始终保持光亮平整,Ra值由最初的228 nm逐渐减小,并最终稳定在171 nm左右;摩擦辅助装置的加入对喷射电沉积效率影响很小,但使沉积的均匀性和稳定性得以提高;同时,该装置细化晶粒,使平均晶粒大小由15.6 nm减少至10.9 nm。     

激光重熔喷射电沉积纳米晶镍涂层微观结构

采用喷射电沉积法在45钢基体表面制备了纳米晶镍涂层,研究了激光重熔工艺对组织的影响.用扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度计分析了涂层表面形貌、微观结构和显微硬度.结果表明,在优化的工艺参数下,喷射电沉积制备的镍涂层表面较平整、结合较致密,由平均尺寸为13.7 nm的纳米晶颗粒组成,但晶粒间仍有一定的间隙;经激光重熔后,熔融区内的晶粒尺寸明显减小,使涂层致密化程度得以提高并使涂层与基体由机械结合变为冶金结合,因此激光重熔处理后涂层的显微硬度明显提高.     

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。     

纳米结构黑镍薄膜的电沉积制备及其电化学行为

采用电沉积方法制备具有整体纳米结构的黑镍镀层,并通过肉眼观察结合扫描电镜、X射线衍射等测试技术研究电沉积过程中的主要参数(电解液pH、搅拌速度、制备温度及电流密度)对镀层颜色及整体微观结构的影响。进一步采用动电位极化及电化学阻抗等电化学测量技术研究黑镍镀层在中性3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为及腐蚀机理。结果表明：黑镍镀层的颜色变化趋势决定于电沉积制备参数的选择;通过优化本工艺制备的黑镍镀层平均粒径约为50 nm。对比了近似条件下制备的光亮镍镀层,发现黑镍镀层在耐蚀性方面具有较大优势。     

脉冲电沉积纳米晶体镍腐蚀特性的研究

采用脉冲电沉积工艺制备纳米晶体镍和普通微晶镍，用浸泡法和电化学极化法研究了电解镍板、普通微晶镍和纳米晶体镍在3．5％NaCl溶液及10％HCl溶液中的腐蚀行为。结果表明，在NaCl溶液中，这3种晶体镍的耐蚀性能均较好，但纳米晶体镍中的晶界体积分数增加，最容易被腐蚀。在HCl溶液中，这3种镍仍具有较好的耐蚀性，但纳米晶体镍耐腐蚀能力最低。     

高速喷射电沉积块体纳米晶Co-Ni合金

采用自制的高速喷射电沉积装置制备厂块体纳米晶Co-Ni合金，利用SEM、TEM、XRD及EDS等方法研究了电流密度对沉积速率、电流效率及Co-Ni合金沉积层组织结构的影响，并与槽镀沉积层进行了对比。结果表明：采用该方法后允许使用的极限电流密度、沉积速率及电流效率均显著增大，沉积速率高达47．33μm／min，是一般槽镀的90倍左右。随着电流密度的增加，沉积速率呈近似线性增加，但电流效率增大到一定值后基本不变。电流密度对沉积层成分影响不大，但明显减小沉积层的晶粒尺寸。与一般槽镀相比．晶粒尺寸由23．07nm减小到918nm。     

喷射电沉积镍阴极极化行为研究

通过阴极极化曲线的测定研究了硫酸盐电解液喷射速度u(流速)对电流密度jc和阴极过电位ηc的影响．结果表明。电流密度为140A／dm^2时，喷射速度由0．83m／s增大到5．00m／s，阴极过电位从1．48V增至8．52V．与槽镀搅拌作用相比，电解液流速增大。有利于氢还原析出，导致过电位显著增大．随电流密度增大，阴极上析氢步骤逐渐取代水合镍离子电化学还原步骤成为整个过程的控制步骤，过电位可达12．03V。     

脉冲电沉积纳米镍镀层摩擦磨损性能的研究

采用脉冲电沉积的方法制备纳米镍镀层,研究了纳米镍镀层的微观组织结构,考察了脉冲电流密度和外加载荷对纳米镍镀层摩擦磨损性能的影响.结果表明,脉冲电沉积方法制备的纳米镍镀层的晶粒均匀致密;电流密度的增大使得纳米镍镀层晶粒尺寸减小,显微硬度和耐磨性提高;随着晶粒尺寸的减小,纳米镍镀层磨损机制从粘着磨损转变为磨料磨损.     

摩擦喷射复合电沉积技术研究

摩擦喷射复合电沉积技术是新近发展起来的一种高速电沉积技术，该技术具有沉积速度快、镀厚能力强、镀层性能优良等特点。本文介绍了该技术的原理、特点，探讨了工艺因素对镀层质量的影响，并对该技术今后的发展提出了建议。     

电沉积法制备纳米晶材料

电沉积法是制备完全致密的纳米晶体材料最有前途的方法之一。本文综述了电沉积法制备纳米晶镍及其合金的研究现状及制备方法对纳米晶材料性质的影响。     

脉冲电沉积纳米晶Ni-Co合金镀层腐蚀特性研究

采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等方法研究了脉冲电沉积法制各纳米晶Ni和纳米晶Ni-Co合金镀层的组织结构、表面形貌和成分.用浸泡法和电化学极化法研究了纳米晶Ni和不同Co含量的纳米晶Ni-C0合金镀层在3.5%NaCl(质量分数,下同)和5%HCl溶液中的腐蚀行为.结果表明:通过脉冲电沉积法制各的Ni和Ni-Co合金镀层具有典型的纳米晶结构; 随着含Co量的增加,镀层的晶粒尺寸减小,硬度增加;所制备的纳米晶Ni-Co合金镀层组织结构均匀致密,其在3.5%NaCl溶液和5%HCl溶液中的耐蚀性均优于纳米晶Ni镀层;纳米晶Ni-Co合金镀层在3.5%NaCl溶液的浸泡腐蚀中腐蚀极少,表现出优异的耐腐蚀性能,而在5%HCl溶液中的腐蚀形态则为均匀腐蚀.     

含稀土镀液电沉积镍镀层耐蚀性的研究

借用扫描电镜、电化学分析和腐蚀失重实验方法研究了镀液中添加RE经直流和单向脉冲电沉积方法制备的镍镀层的耐蚀性。结果表明：单向脉冲法制备的镍镀层抗腐蚀能力优于直流法制备的镍镀层抗腐蚀能力，其原因主要归于单向脉冲镀层结晶比较细小致密，直流镀层结晶较粗大且致密性差。     

扫描喷射电沉积纳米晶铜的试验研究

对扫描喷射电沉积纳米晶铜的工艺特点和沉积层微观结构进行了研究。结果表明，扫描喷射电沉积的电流密度和沉积速度随电压的增大呈线性增大，可用电流密度和沉积速度远高于传统电沉积。电流密度、喷射流量和扫描速度都对沉积层的表面生长形态有较大的影响，使用低电流密度、高喷射流量和快扫描速度有利于获得平整、致密的沉积层，在较大的电流密度范围内可获得晶粒尺寸小于40nm的铜沉积层。电流密度由100A／dm^2增至300A／dm^2时，择优取向晶面由(220)晶面逐渐转变为(111)晶面。     

脉冲电沉积纳米晶体镍的耐蚀性能

采用脉冲电沉积工艺制备不同晶粒尺寸的纳米晶体镍,用浸泡法和电化学极化法研究了粗晶镍和纳米晶体镍在10%HCl溶液及20%NaOH溶液中的腐蚀行为。结果表明,在HCl溶液中,纳米晶镍的耐蚀性较粗晶镍差,随着晶粒尺寸的降低腐蚀速率升高,腐蚀过程以镍的活性溶解为主;在NaOH溶液中,纳米晶镍的耐蚀性优于粗晶镍,且随晶粒尺寸的降低腐蚀速率降低,钝化膜的存在是其耐蚀性提高的主要原因。     

脉冲电沉积纳米晶体镍镀层热稳定性的研究

采用脉冲电沉积法制备了纳米晶体镍镀层，平均晶粒尺寸约为20nm。采用热分析法、透射电子显微镜(17EM)和X射线衍射方法(XRD)研究了纳米镍镀层的热稳定性。结果表明，纳米晶体镍镀层晶粒开始明显长大温度约为255℃，晶粒长大过程分为两个阶段：低温晶粒异常长大阶段(200～300％)和晶粒正常长大阶段(300～500％)。原始镍镀层的(111)和(200)面双织构在低温晶粒异常长大阶段仍存在，但在正常长大阶段逐渐消失。100％加热后镍镀层显微硬度略有增高，随后随着加热温度的升高不断降低。     

Fe基非晶及纳米晶合金的制备和电化学腐蚀行为

分别采用单辊甩带法和非晶晶化退火法制备出非晶及纳米晶合金Fe73.5Si13.5B9Nb3Cu1;利用DSC、XRD和TEM对该非晶合金的晶化行为进行了分析;并用电化学极化曲线的方法和电化学阻抗技术研究了该非晶合金经不同温度退火后在1mol/LHCl溶液里的电化学腐蚀行为。结果表明,该非晶合金的晶化过程出现2个阶段。当退火温度为500℃时,合金尚未晶化,仍保持非晶态;当温度达到550℃时,出现了晶化衍射峰,晶粒平均直径约13nm;当温度达到600℃时,晶粒平均直径约为15nm。经过退火得到的纳米晶合金的腐蚀电位大于未退火的非晶,且阳极电流密度变得更低,表明纳米晶状态时的耐腐蚀性能比非晶状态的更好。该非晶合金未退火、550℃退火和600℃退火时的EIS均由单一容抗弧构成,具有一时间常数;且随着退火温度升高,电化学反应电荷转移电阻在增大。