SiC对Ni-W合金耐蚀耐磨性能的强化作用

为提高严苛海洋环境下金属机件的服役性能,本文通过电沉积方法制备了Ni-W和Ni-W/SiC复合镀层。利用扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）和X射线衍射（XRD）等技术研究了SiC对Ni-W合金微观结构和性能的影响,采用电化学方法研究了复合镀层在3.5% NaCl溶液中的耐蚀性能,以探讨其海水综合防护性能。研究表明,经表面处理的SiC可诱导形核促进晶体生长,使Ni-W合金晶粒变细,镀层完整致密。SiC纳米颗粒均匀分布在Ni-W/SiC中,可有效提高镀层硬度及耐磨性,同时Ni-W/SiC也具有比Ni-W合金更好的耐蚀性能,在多因素交互作用的海洋环境中将具有更长的防护寿命,具有良好的应用前景     

海工机械Ni-Co/SiC纳米复合镀层微观结构及耐蚀性能研究

采用扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）和X射线衍射（XRD）研究了纳米SiC颗粒对Ni-Co镀层结构和形貌的影响规律,通过EIS, Tafel电化学方法探究了Ni-Co/SiC电沉积过程及镀层的电化学腐蚀性能。结果表明,Co的加入使Ni镀层晶粒细化,孔隙率降低,并使部分结构非晶化,耐蚀性提高。纳米SiC颗粒具有促进Ni-Co合金形核长大和提高其硬度的双重作用,使Ni-Co/SiC耐磨性增强,与Ni-Co合金相比其Ecorr更正,icorr更小,Rc更大,具有优异的耐蚀性和耐磨性。Ni-Co/SiC具有更好的服役稳定性,而Ni-Co合金服役中耐蚀性降低较快。在服役过程中,镀层腐蚀过程经历了三个阶段,即浸润阶段,电解液在涂层中传输的扩散控制阶段,电解液到达基材表面后扩散速率已大于电化学速率的电化学控制阶段。Ni-Co/SiC合金具有良好的耐磨耐蚀性能,在海水多重因素交互作用下能够对海工机械提供长效防护,在海工防护领域具有良好的应用前景。     

镍基纳米SiC复合镀层制备与耐蚀性研究

介绍用试验方法寻找适合纳米化学复合镀层工业化生产的有效纳米粒子,采用超声波分散、添加表面活性剂、机械搅拌等综合的分散方式,保证了纳米粒子在镀液中较均匀地悬浮,对比纳米复合镀层、普通Ni-P合金镀层和微米复合镀层,证实了在不同腐蚀液中,纳米复合镀层耐蚀性能与普通Ni-P合金镀层的耐蚀性能相当,通过对比试验,在10%的NaCl溶液、10%的NaOH溶液、5%的HCl溶液中,纳米复合镀层耐蚀性能与普通Ni-P合金镀层的耐蚀性能相当。     

镍磷非晶纳米晶复合镀层的制备及其耐蚀性

对电沉积12．3％P（质量分数）镍磷合金进行热处理，部分晶化获得非晶纳米晶复合镀层。利用X射线衍射仪、透射电镜和高分辨透射电镜分析镀层的结构。结果表明，镀态时镀层呈典型的非晶态结构，控制热处理工艺可得到非晶纳米晶的复合镀层。通过动电位极化曲线（3．5％NaCI溶液）测定，得知部分晶化的镀层耐蚀性得到改善。由于具有少量纳米晶相镶嵌于连续非晶相上，非晶纳米晶复合结构的镍磷合金镀层耐蚀性优于非晶态镍磷合金镀层。     

NiCo-SiC纳米复合镀层的耐蚀性和摩擦学性能

用电沉积方法在不锈钢表面制备了NiCo-SiC纳米复合镀层,考察了不同纳米颗粒含量镀液的阴极极化曲线,测定了纳米复合镀层的晶体结构,分析了镀层的表面形貌和磨损形貌.结果表明:加入纳米SiC颗粒后,金属的还原电位发生负移,镀层表面晶粒形貌由针状变为颗粒状;NiCo-SiC纳米复合镀层比NiCo合金镀层具有更好的抗腐蚀性和摩擦学性能;磨损表面形貌显微分析表明合金镀层的磨损机制主要是粘着磨损,表面发生了严重的擦伤和塑性变形,而纳米复合镀层的磨损机制是典型的磨粒磨损.     

Zn/纳米CeO2复合镀层的制备及电化学性能研究

纳米粒子具有一系列特殊的性能,采用电镀的方法在镀层中添加纳米颗粒可改善镀层的某些性能.利用纳米稀土氧化物在基体相中的补强作用以及可能赋予镀层某些新性能的特点,采用复合电镀的方法制备了Zn/纳米CeO2复合镀层,分析了镀液中CeO2颗粒悬浮量、阴极电流密度和镀液温度等因素对复合镀层中纳米CeO2复合量和膜层质量的影响,用正交试验法优选了各工艺参数.采用电化学方法研究了Zn/纳米CeO2复合镀层的耐蚀性.结果表明:复合镀层晶粒细小,平整光滑,显微组织均匀、致密,且镀层耐蚀性能比相同电镀条件下制得的纯锌镀层有所提高.     

铝合金基电沉积Ni-SiC复合镀层的结构及耐蚀性研究

利用SEM观察了Ni-SiC复合镀层的表面形貌结构 ,同时利用电化学方法对铝合金表面电沉积Ni-SiC复合镀层的耐蚀性能进行了研究。结果表明 ,Ni-SiC复合镀层的表面形貌与纯Ni镀层截然不同 ,耐蚀性能优于纯Ni镀层 ,经过 3 0 0℃× 2h热处理后 ,耐蚀性能进一步得到提高     

镍基纳米SiC复合镀层耐蚀性的研究

通过化学复合镀技术将纳米颗粒复合到传统材料中,可以获得功能各异的镀层,本文探讨了试验参数对复合镀层耐腐蚀性的影响规律,在腐蚀条件相同情况下,对纳米SiC复合镀层与普通镍磷合金镀层和基体的腐蚀速率进行了比较。     

三价铬超声-脉冲电沉积Ni-Cr/SiC纳米复合镀层

利用超声-脉冲复合电沉积法,在三价铬镀液体系中,添加羧酸盐-尿素配合剂和SiC纳米颗粒,制备了Ni-Cr/SiC纳米复合镀层。研究了超声-脉冲工艺参数对SiC纳米粒子复合量、铬含量以及镀层厚度的影响;利用电化学法分析了超声波对基质金属电沉积行为的影响。结果表明,超声-脉冲作用均有利于基质金属铬-镍的电沉积,从而提高镀层厚度及SiC与Cr的含量。利用SEM、XRD、和EDS分别对Ni-Cr/SiC纳米复合镀层的表面形貌、微观结构和相组成等进行表征。结果表明,采用该技术可制备厚度为21.2μm、SiC和Cr含量分别为3.8%和24.68%(质量分数)的Ni-Cr/SiC纳米复合镀层。磨损量和腐蚀曲线测试结果表明,SiC含量高的复合镀层,其耐磨性和耐蚀性更好。     

电泳-电沉积镍基纳米复合镀层Ni-Al2O3的耐蚀性能

采用电泳-直流电沉积和电泳-脉冲电沉积工艺制备了具有较高Al2O3含量的Ni-Al2O3纳米复合镀层,分析了纳米粒子对复合镀层表面形貌及微观组织的影响,并以静态浸泡试验法研究了镀层在质量分数为l0％的HCl溶液和l0％的H2SO4溶液中的耐蚀性能.结果表明,相比于纯金属镀层,电泳-电沉积纳米复合镀层的晶粒细小、组织致密...     

钨含量对Ni-W合金镀层结构及耐蚀性能的影响

以硫酸镍及钨酸钠为主盐,采用电沉积法在Cu基体上制得了Ni-W合金镀层.通过X射线衍射分析、X射线荧光探针、金相显微镜、显微硬度计和电化学等测试手段研究了合金镀层的组织结构、表面形貌、力学性能及在3%NaCl溶液中的耐蚀性能.结果表明,镀层结构和性能与镀层中的W含量密切相关.当W含量＞21%(原子分数,下同)时,镀层为非晶态结构;当W含量＜21%时,镀层为晶态结构;且当W含量在20%左右时,镀层为柱状晶结构.硬度测试结果表明,Ni-W柱状晶镀层及非晶态镀层的维氏硬度HV0.1均达到了5800 MPa以上;两镀层光滑平整,与基体结合紧密.动电位极化测试结果表明:2种镀层在3%NaCl溶液中均存在自钝化现象,并形成较宽的稳定钝化区,钝化区间宽度远优于1Cr18Ni9Ti不锈钢,且发生均匀腐蚀,表现出良好的耐蚀性.并且,随着W含量的增加,镀层的硬度和耐蚀性不断提高.     

纳米WC/PTFE镍基复合电刷镀层的摩擦磨损与耐腐蚀性能

针对单一纳米颗粒电刷镀镀层综合性能存在的不足,利用电刷镀技术在45钢基材上制备含纳米WC和PTFE的镍基复合镀层。采用扫描电子显微镜观察电刷镀复合镀层的表面形貌和显微结构,球盘式摩擦磨损试验机测试其干摩擦条件下摩擦磨损性能,在pH=4浓度为0.05mmol/L的硫酸溶液中进行耐腐蚀性试验。结果表明:在镀液中添加不同含量纳米粒子,可以不同程度填补粒子之间的空缺,使镀层表面平整、光滑;含纳米WC和PTFE镍基复合镀层的耐磨损和耐腐蚀性能强于纯镍基镀层和45钢基体,这是由于纳米粒子细晶强化和弥散强化所致;当含1.5g/L纳米WC与7g/L纳米PTFE乳液的复合镀层耐磨损性能最佳;含1g/L纳米WC与5g/L纳米PTFE复合镀层的耐腐蚀性能较纯镍基复合镀层提高一倍;45钢的磨损机制是粘着磨损,纯镍基镀层的磨损机制是剥层磨损,纳米WC/PTFE镍基复合镀层的磨损机制是磨粒磨损。     

镍钨合金镀层对 QT-900 油管耐 CO2 腐蚀的影响

目的对镍钨合金镀层在连续油管上的应用进行初步探索。方法通过直流电沉积法,在QT-900连续油管表面沉积镍钨合金层。模拟某油田腐蚀环境,通过高温高压腐蚀实验,采用金相显微镜、SEM和EDS等分析手段,对比镀镍钨合金连续油管和普通连续油管的耐蚀性能,研究在CO2介质中镍钨合金镀层对油管耐蚀性的影响。结果镍钨合金镀层中主要含Ni和W元素,Fe和Mn元素含量较少,镀层平均厚度在55μm左右。在温度60℃,CO2分压1.07 MPa,拉应力439 MPa的条件下,镍钨合金镀层的平均腐蚀速率为0.0160 mm/a,约为普通连续油管的1/40,属于轻度腐蚀。结论镍钨合金镀层具有良好的耐CO2腐蚀性能。     

基于人工神经网络预测Ni-W合金镀层的硬度和耐腐蚀性能

目的预测Ni-W合金镀层的硬度和耐腐蚀性能,优化Ni-W合金镀层的电沉积工艺。方法在柠檬酸-硫酸盐溶液体系中直接沉积制备Ni-W合金镀层,并将实验所得镀层数据作为学习样品,利用BP神经网络对建立了Ni-W合金电沉积过程参数对镀层硬度和腐蚀电流密度之间的映射关系。结果低碳钢表面所沉积的Ni-W合金镀层表面均匀致密,与基体结合良好,能够有效地对基体起到保护作用。第二隐层的加入使得3-7-15-2四层网络达到网络收敛的训练次数(1 215 365次)远小于3-7-2三层网络的训练次数(239 950 000次)。四层网络预测所得镀层的硬度和腐蚀电流密度与实验值十分相近,其相对误差≤5.03%。结论 BP神经网络能够准确建立电沉积Ni-W合金镀层的工艺条件和目标性能之间的映射关系,在本文所用的沉积体系和参数范围内,Ni-W合金镀层的显微硬度在296~982HV之间,其硬度最大时所对应的电沉积工艺条件为:p H=7.2,电流密度8 A/dm2,WO42+浓度为0.46 mol/L。Ni-W合金镀层的腐蚀电流密度在7.3~100μA/cm2范围内。镀层耐蚀性能最好时,即镀层腐蚀电流密度最小时的电沉积工艺条件为:p H=6.4,电流密度0.36 A/dm2,WO42+浓度为0.34 mol/L。     

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。     

组合超声条件下电沉积 Ni-Nd2O3纳米复合镀层的耐腐蚀性能

分别在单一超声和组合超声条件下制备了Ni-Nd2O3纳米复合镀层,分析了镀层的微观形貌,测定了镀层中纳米Nd2O3的含量,考察了纳米复合镀层的耐腐蚀性能。结果表明:组合超声可以提高Ni-Nd2O3纳米复合镀层中Nd2O3的含量,在组合超声空化效应和协同效应的作用下,复合镀层的晶粒细化,组织致密,腐蚀速率降低,表现出优良的耐腐蚀性能。     

电沉积方式对 Ni-ZrO2 纳米复合镀层耐腐蚀性能的影响

目的改善Ni-ZrO2纳米复合镀层的耐腐蚀性能。方法分别采用普通电沉积、旋转阴极电沉积、超声电沉积和超声-旋转阴极电沉积四种方式制备Ni-ZrO2纳米复合镀层,分析镀层的ZrO2含量和微观形貌,研究镀层的耐腐蚀性能。结果普通电沉积镀层的ZrO2含量高,但晶粒粗大,组织不够致密,腐蚀速率高,腐蚀后的微观表面存在很多大的腐蚀坑洞。旋转阴极和超声辅助电沉积的镀层ZrO2含量较低,但晶粒有所细化,耐腐蚀性能提高。超声-旋转阴极电沉积的镀层ZrO2含量最低,但晶粒细化程度最高,组织致密度也最好,腐蚀速率低,表面腐蚀特征不明显。结论超声场和旋转阴极都会影响镀层的组织结构和ZrO2含量,超声波和旋转阴极协同作用下的效果最为显著,制备的纳米复合镀层耐腐蚀性能最好。