稀土铈对Ni-P镀层组织和性能的影响

目的研究稀土铈对Ni-P镀层表面组织、沉积速率和耐腐蚀性能的影响,提高沉积速率,改善镀层表面质量,进而提高镀层的耐腐蚀性能。方法采用酸式化学镀方法在50钢基体表面制备了添加稀土铈的Ni-P合金镀层,研究稀土铈的添加量对Ni-P合金镀层表面组织形貌和性能的影响。采用金相显微镜观察镀层表面组织形貌,参照GB/T13913—2008计算镀层沉积速率;使用HV-1000Z型显微硬度计测定合金镀层的硬度,采用均匀腐蚀全浸试验法测试合金镀层在5%NaCl溶液和10%NaOH溶液中的耐蚀性能。结果稀土铈的添加量为40 mg/L时得到的合金镀层组织细小、均匀、平整、致密,沉积速率达到最大值10.4 mg/(cm2·h)。随着稀土铈添加量的增加,镀层硬度明显增大,在稀土铈质量浓度为60 mg/L时,最大硬度值达到487.2HV,硬度提高了13.5%。Ni-P合金镀层在5%NaCl和10%NaOH溶液中耐腐蚀实验结果表明,未添加铈的镀层腐蚀速率最大,添加稀土铈的镀层腐蚀速率呈现先降低后增加的趋势,稀土铈质量浓度为40 mg/L时,镀层的腐蚀速率最低。结论稀土铈可以明显改善镀层表面质量,提高镀层沉积速率、硬度和耐腐蚀性能。     

Ni-Sn-P复合镀层的组织结构与抗垢性能研究

采用XRD测试、硬度测试、接触角测量、表面自由能计算和抗垢能力测试等方法，研究热处理对Ni-Sn-P复合镀层组织结构和抗垢性能的影响，以及Sn含量对镀层抗垢性能的影响。结果表明，经热处理后Ni-Sn-P复合镀层结构由非晶态转变为晶态。300 ℃热处理的Ni-Sn-P复合镀层显微硬度达1072.4 HV，相比Ni-P镀层其硬度明显提高。当Sn含量为2 g/L时，Ni-Sn-P复合镀层具有最佳的抗垢性能，复合镀层的接触角为120.2°，且具有较低的表面能15 mJ/m²。Ni-Sn-P复合镀的污垢附着率显著降低，抗垢性能相比未处理的Q235碳钢基体和Ni-P镀层分别提高55%和46%。Sn颗粒的加入，提高了镀层的硬度和疏水性，但是随着Ni-Sn-P复合镀层中Sn含量的增加，复合镀层的抗垢性能逐渐下降。     

《电镀与精饰》2007年第6期

化学镀Ni-P合金镀层孔隙率的影响因素；聚乙烯亚胺对Si3N4纳米微粒复合刷镀的影响；金属离子共掺杂TiO2薄膜的光催化性能研究；45钢表面玻璃防护涂层的性能；压延铜箔电镀Zn-Ni合金工艺研究。[第一段]     

纳米Al2O3对电刷镀Ni-P复合镀层耐蚀性能的影响

目的为延长油墨刮刀的使用寿命,提高刮刀的耐蚀性能。方法采用电刷镀方法在高碳钢基体表面制备了Ni-P镀层和共沉积纳米Al_2O_3的Ni-P/Al_2O_3复合镀层。通过动电位极化曲线、腐蚀失重曲线和交流阻抗谱等方法研究了Ni-P镀层和Ni-P/Al_2O_3复合镀层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为,采用扫描电子显微镜和能谱仪对两种镀层腐蚀前后的显微组织和成分进行分析。结果纳米Al_2O_3在Ni-P镀层中的共沉积,使镀层的腐蚀电位由-0.318 V正移到-0.237 V,自腐蚀电流密度由6.04μA下降到5.75μA,这是因为纳米Al_2O_3标准电位比Ni更正,在镀层中的均匀分布能使腐蚀电位正移,在腐蚀过程中形成Ni-P合金作为阳极、Al_2O_3粒子作为阴极的腐蚀微电池,促进阳极极化。共沉积纳米Al_2O_3后,Ni-P/Al_2O_3复合镀层的电化学反应电阻Rct值由1.066×104?·cm~2增大至2.864×104?·cm~2,双层电容Cd I值由43.45μF/cm~2下降到27.36μF/cm~2。与Ni-P镀层相比,Ni-P/Al_2O_3复合镀层表面结构更致密,缺陷更少,在腐蚀过程中,P和O元素在Ni-P镀层表面富集形成钝化膜,抑制腐蚀的进行。结论共沉积Al_2O_3纳米颗粒能有效改善Ni-P镀层的耐蚀性能。     

非晶态Ni-P合金与纳米Al2O3微粒复合镀层的制备

利用化学镀技术,制备了非晶态Ni-P合金基纳米Al2O3复合镀层,研究了纳米Al2O3微粒的加入量、加入方式以及搅拌方式等对复合镀层组织和形貌的影响.结果表明,纳米Al2O3在加入到镀液中以前,应先选用适当的表面活性剂和分散介质制成单分散添加液,然后再加到镀槽中才可保证纳米粒子在镀层中的均匀弥散分布,在超声振动搅拌方式下,镀液中只需加入1g/L纳米Al2O3,即可得到颗粒细小、分散均匀的非晶态Ni-P合金基纳米Al2O3的复合镀层.     

Ti_3C_2 MXene填充环氧树脂复合材料摩擦学性能研究

该工作通过氢氟酸溶液刻蚀MAX相粉末(Ti_3AlC_2)制备得到了具有"手风琴"形貌、粒径在2～6μm、质量良好的Ti_3C_2MXene。采用溶液共混法,将Ti_3C_2MXene用作填料,制备了环氧树脂复合材料,研究了其摩擦磨损性能,探讨了其性能改善机理。结果表明:Ti_3C_2MXene的引入,增强了复合材料的硬度,改善了其摩擦磨损性能。随着填料含量的增加,摩擦系数和磨损率都呈现出先下降后增加的趋势。填料含量为0.25%的环氧复合材料的磨损率为最低(5.13×10~(-5)mm~3/mN),比纯环氧树脂降低了80%。当含量为0.5%时,Ti_3C_2/环氧复合材料的摩擦系数为最低(0.21),比纯环氧树脂降低了70%。Ti_3C_2/环氧复合材料由于Ti_3C_2MXene的引入,其硬度得到提高。随着填料含量的增加,硬度逐渐升高。当填料含量为1.0%时,复合材料硬度达最大值,比纯环氧树脂提高了29.4%。     

镁合金化学镀Ni-Cu-P/Ni-P复合镀层及腐蚀防护机理研究

目的为提高镁合金化学镀Ni-P合金镀层的腐蚀防护性能。方法在AZ31B镁合金表面,先化学镀Ni-Cu-P,再化学镀Ni-P,制备Ni-Cu-P/Ni-P复合镀层。研究复合镀层的表面形貌、成分、厚度和腐蚀电流密度随镀液硫酸铜浓度的变化规律,表征1.0 g/L硫酸铜质量浓度下,复合镀层的截面形貌、成分和晶态结构。结合动电位极化曲线和盐雾试验,分析复合镀层的耐蚀性能和腐蚀防护机理。结果复合镀层中的铜含量随硫酸铜浓度的增加而升高,铜对复合镀层的结构和性能影响很大。通过抑制镀层表面胞状物的生长和增加形核点数量,铜的共沉积能够大幅提高复合镀层的致密性。随硫酸铜浓度的增加,样品表面的催化活性下降,镀液稳定性升高,由此导致复合镀层的厚度随硫酸铜浓度的增加而明显下降。硫酸铜质量浓度为1.0 g/L时,复合镀层均匀致密,并具有可钝化性,按照ISO 9227,其耐盐雾腐蚀时间超过180 h。结论化学镀Ni-Cu-P/Ni-P复合镀层能够赋予镁合金表面优异的耐蚀性能,复合镀层所具有的可钝化性和均匀致密的镀层结构,是镀层腐蚀防护性能提升的主要原因。     

27SiMn钢化学镀Ni-P-纳米Al_2O_3研究

为了提高采煤液压支架立柱基材27SiMn合金的耐蚀性和耐磨性能,延长其使用寿命,采用化学镀Ni-P-纳米Al2O3工艺对其进行防护研究。利用扫描电镜、显微硬度计、磨损试验机和浸泡法等手段研究了镀层的形貌及性能。结果表明:化学镀Ni-P-纳米Al2O3镀层不仅与Ni-P镀层具有相近的耐蚀性能,而且硬度和耐磨性明显优于Ni-P合金镀层,对采煤液压支架起到了更好的保护作用。     

碱性化学镀Ni-P/CeO2复合镀层及其耐蚀性研究

对碱性化学镀Ni-P/CeO2复合镀层的工艺参数进行了研究,并与化学镀Ni-P镀层的耐水溶液腐蚀和耐高温腐蚀性能进行了比较研究。通过对镀层表面形貌、结合力以及CeO2复合量的测量,确定出最佳镀液配方和施镀参数。实验结果表明,Ni-P/CeO2复合镀层具有良好的耐蚀性能。其原因主要是由于弥散分布的稀土CeO2颗粒改善了镀层的微观结构,并在腐蚀过程中表现出稀土元素所起的效应。     

添加纳米TiO2的Ni-P化学复合镀层显微结构与性能

采用化学复合镀法制备了Ni-P-纳米TiO2复合镀层,研究了纳米TiO2添加对Ni-P复合镀层的显微结构、硬度、耐磨性、孔隙率及耐蚀性的影响,并讨论了其影响机理。结果表明:纳米TiO2粒子较为均匀地分布在Ni基镀层,未发生明显团聚;纳米TiO2粒子的弥散强化作用,使复合镀层具有较高的表面硬度和良好的耐摩擦性能,晶化热处理后的复合镀层表面硬度达到了10 925 MPa,耐摩擦性能也显著提高。添加纳米TiO2粒子后,镀层的孔隙率增加,耐碱和耐盐腐蚀的能力稍有降低,耐HCl溶液腐蚀的能力较差。     

电流密度对喷射电沉积Co-Ni-Cr3C2复合镀层组织及性能的影响

目的研究不同电流密度下,Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层中纳米Cr3C2的含量变化及其对组织性能的影响,确定最佳电流密度。方法采用喷射电沉积的方法,选择不同电流密度(30、40、50、60 A/dm^2)制备Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层。利用SEM、XRD、显微硬度计、摩擦磨损试验机、3D测量激光显微镜对Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层的形貌、成分、结构、硬度和耐磨性能进行研究,并对Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层和Co-Ni合金镀层在不同退火温度下的硬度变化进行比较。结果纳米Cr3C2颗粒的加入未明显改变Co-Ni的异常共沉积,在电流密度为40A/dm^2时,Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层中Cr3C2纳米颗粒的质量分数最高,为12.05%。复合镀层表面凹凸不平,呈瘤状结构。电流密度的增加对复合镀层的成分及相结构影响不大,出现了Co和Cr3C2的衍射峰。Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层的硬度随电流密度的升高,先增大后减小,在电流密度为40 A/dm^2时,硬度最高,为585HV0.05。复合镀层的摩擦系数在电流密度为30、60 A/dm^2时波动较大,在40、50 A/dm^2时波动较小。其磨损体积随电流密度的升高,先减少后增加,在40 A/dm^2时,磨损体积最小。Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层硬度随退火温度的升高,先升高后降低,在退火温度为400℃时,显微硬度最高,为602HV0.05。结论Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层在电流密度发生变化时,其Cr3C2纳米颗粒的沉积量、硬度及耐磨性均发生了变化,在电流密度为40A/dm^2时,沉积量最高,硬度和耐磨性能最佳。此外,Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层在高温退火条件下仍能保持较高的硬度。     

Properties of Fe-based Amorphous Alloy Coatings with Al2O3-13% TiO2 Deposited by Plasma Spraying

采用大气等离子喷涂技术成功在Fe普碳钢基材上制备了含有不同质量分数Al2O3-13%Ti O2颗粒的Fe基非晶复合涂层,其中Fe基非晶相成分为Fe71Cr5B4Si4Ni3Mo3W10(wt%),并对涂层的微观结构、显微硬度和耐蚀性能进行了研究。在Fe基非晶相与Al2O3-13%Ti O2陶瓷相界面观察到Fe、Ti、W、Al和O元素的互扩散现象,这种微区冶金结合减少了由于第二相的加入导致的涂层孔隙并增加了相间的结合强度。当加入的Al2O3-13%Ti O2质量分数≥16 wt%时,涂层的显微硬度升高≥20%;复合非晶涂层在10 wt%Na OH溶液中的耐腐蚀性能高于1Cr18Ni9Ti不锈钢。     

Corrosion behavior of electroless Ni-P alloy coatings containing tungsten or nano-scattered alumina composite in 3.5% NaCl solution

The corrosion protection performance of electroless deposited nickel-phosphorus (Ni-P) alloy coatings containing tungsten (Ni-P-W) or nano-scattered alumina (Ni-P-Al₂O₃) composite coatings on low carbon steel was studied. The effect of heat treatment on the coating performance was also studied. The optimum conditions under which such coatings can provide good corrosion protection to the substrate were determined after two weeks of immersion in 3.5% NaCl solution. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and polarization measurements have been used to evaluate the coating performance before and after heat treatment. The Ni-P-W coatings showed the highest surface resistance compared with Ni-P-Al₂O₃ and Ni-P. The surface resistance of Ni-P-W coatings was 12.0 × 10⁴ Ω cm² which is about the double of the resistance showed by Ni-P-Al₂O₃ (7.00 × 10⁴ Ω cm²) and twenty times greater than the surface resistance of Ni-P (0.78 × 10⁴ Ω cm²). XRD analysis of non-heat-treated samples revealed formation of a protective tungsten phosphide phase. Heat treatment has an adverse effect on the corrosion protection performance of tungsten and alumina composite coatings. The surface resistance decreased sharply after heat treatment.     

纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层的制备及性能研究

目的制备纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层并对比分析结合强度、显微硬度、孔隙率,为利用热喷涂技术治理易损部件提供有效手段。方法运用自主研发的造粒系统,成功对高活性的纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合喷涂粉体实施团聚造粒。使用高速火焰喷涂方法,在结构材料表面制备出了纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层。测试了纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层的基本性能,包括结合强度、显微硬度、孔隙率。结果纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合喷涂材料的粒径由原始的50 nm团聚到最终的114~178μm,团聚后的纳米颗粒呈圆形或椭圆形,各成分比例保持原始比例,团聚颗粒内部仍然保持纳米粉体状态。纳米Fe-Al/Cr_3C_2表面及截面元素分布均匀、致密,纳米涂层的孔隙率、硬度和结合强度分别是微米涂层的0.25倍、1.39倍和2.43倍。结论团聚后的纳米Fe-Al/Cr_3C_2颗粒满足热喷涂材料的相关要求,纳米Fe-Al/Cr_3C_2比微米涂层具有更精细的涂层结构和更优异的基本性能。     

表面活性剂对Ni-P-Al2O3复合镀层性能的影响

目的 改善Ni-P-纳米Al2O3复合镀层的均匀性,提高其耐蚀性能.方法 采用化学镀法在Q235钢表面制备Ni-P纳米Al2O3复合镀层,分析纳米Al2O3添加量(0～10g/L)对镀层形貌的影响.施镀过程中选用不同种类的表面活性剂来分散纳米Al2O3,通过XRD分析镀层的相组成,采用SEM、EDS研究镀层形貌和成分,通过测量施镀前后纳米Al2O3的Zeta电位来研究非均一镀液的稳定性和纳米粒子的分散性能,利用电化学阻抗手段研究镀膜样品在3.5％NaCl水溶液中的耐蚀性能,从而分析镀液中表面活性剂的种类和用量对复合镀层的影响.结果 随着镀液中纳米粒子添加量的增加,镀层中Al2O3含量先增加后趋于稳定,同时镀层表面纳米Al2O3团聚现象也随之加剧.添加一定量表面活性剂之后,镀层变得均匀,纳米粒子团聚减少,其中阳离子表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵)在低浓度下就能对纳米Al2O3分散产生显著作用,而阴离子表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠)需在较高浓度下才能达到相似效果.结论 当镀液中阴离子表面活性剂用量为1.25cmc,Al2O3添加量为6g/L时,镀层最为均匀,且样品在3.5％NaCl水溶液中耐蚀性能最好.     

Effects of TiO2 particles size and heat treatment on friction coefficient and corrosion performance of electroless Ni-P/TiO2 composite coatings

The effects of the titanium dioxide (TiO₂) particles size on the friction coefficient and corrosion performance of the Ni-P/TiO₂ composite coatings before and after heat treatment at 400°C for 1h have been investigated. Pin-on-disc analysis results have revealed that the highest and the lowest friction coefficients belonged, respectively, to the simple Ni-P coating and the Ni-P/TiO₂ composite coating containing TiO₂ particles of the average size of 0.1 μm (μ ～ 0.62 against 0.52). Eventually, a relative reduction in the corrosion resistance and the friction coefficient (as low as μ ～ 0.38) have been observed after heat treatment of Ni-P and Ni-P/TiO₂ composite coatings.     

纳米SiO2粒子/镍基复合镀层腐蚀行为

将纳米SiO2粒子通过超声分散引入到化学镀Ni-P合金镀液中,在碳钢基体表面共沉积得到纳米SiO2粒子/镍基复合镀层。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对Ni-P镀层和纳米SiO2粒子/镍基镀层的微观结构形貌进行了分析;采用失重法和电化学方法研究了纳米SiO2粒子/镍基复合镀层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明,纳米SiO2粒子/镍基复合镀层仍是非晶态,纳米SiO2粒子的加入提高了镀层的致密性,提高了镀层的耐腐蚀性能。     

La2O3含量对激光熔覆TiB/Ti涂层显微结构的影响

目的 改善钛合金表面激光熔覆复合涂层的组织结构,提高钛合金的硬度,使其在相应领域得到更广泛的应用.方法 采用激光熔覆快速非平衡合成方法 制备原位反应合成L2O3-TiB增强钛基复合涂层.用L2O3、Ti和B的混合粉末在Ti-6Al-4V基体表面激光熔覆制备L2O3-TiB/Ti复合涂层,并对其进行XRD物相分析、SEM显微结构观察及显微硬度分析.结果 添加不同含量的L2O3的激光熔覆钛合金复合涂层均与基体较好的结合,涂层中均只有α-Ti和TiB两种物相.随L2O3含量的增加,激光熔覆复合涂层中的增强相TiB的形貌越均匀细小,添加不同含量的L2O3的激光熔覆复合涂层的硬度值约为基体材料的2~3倍,添加质量分数为3%的L2O3的激光熔覆复合涂层硬度最高,其显微硬度值大约为1300HV.结论 添加稀土氧化物L2O3后制备的激光熔覆钛合金复合涂层与基体结合良好,稀土元素的添加使涂层组织细化,硬度得到了明显提高.     

表面活性剂对镍-磷-纳米氧化铝复合镀的影响

研究了阴离子型表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠)和阳离子型表面活性剂(三乙醇胺)对镍-磷-纳米氧化铝复合镀性能的影响.讨论了表面活性剂的种类、加入量对沉积速度、镀层的硬度和耐磨性能的影响.通过扫描电镜(SEM)观察各种复合镀层形貌,利用能谱仪(EDS)测量镀层中纳米A l2O3粒子的复合量.结果表明:纳米复合化学镀液中两种阴离子型表面活性剂的较佳加入量均为50 mg/L,阳离子型表面活性剂较佳加入量为100mg/L;采用阳离子表面活性剂时所得镀层的纳米粒子复合量较大,镀速快,耐磨性能好且纳米氧化铝分散较均匀;相比化学镀N i-P和微米A l2O3复合化学镀N i-P工艺所得镀层,纳米复合镀层具有较高的硬度和较好的耐磨性.