低共熔溶剂中电化学剥离制备GO及脉冲电沉积Ni-GO复合镀层性能研究

目的在低共熔溶剂中实现电化学剥离制备氧化石墨烯(GO)及电沉积制备Ni-GO复合镀层,提高Ni镀层的耐腐蚀和摩擦磨损性能。方法以石墨棒为阴极,铂片为阳极,低共熔溶剂为电解液,采用直流电源电化学剥离石墨制备氧化石墨烯纳米片(GO),然后在此电解液中,采用脉冲电沉积的方式制备Ni-GO复合镀层。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子电镜(TEM)、紫外分光光度计(UV)、红外光谱仪(IR)、拉曼光谱仪(Raman)、X射线衍射仪(XRD),表征GO的结构和组成。采用扫描电子显微镜(SEM)观察镀层的表面形貌,采用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)分析镀层的结构特征。采用电化学工作站、纳米压痕仪和摩擦磨损实验机分析镀层的耐腐蚀性能、机械性能和摩擦磨损性能。结果采用电化学剥离法在低共熔溶剂中成功制备了GO,GO呈现大的片层状结构,表面存在褶皱,边缘弯曲,上下表面层含有大量羟基和环氧基。性能检测表明,Ni-GO复合镀层的腐蚀电流密度由纯Ni镀层的6.10×10^-5 A/cm^2降低为5.78×10^-7 A/cm^2,硬度由纯Ni镀层的(8.95±0.43)GPa提高到(13.75±0.75)GPa,弹性模量由纯Ni镀层的(184.55±8.12)GPa提高到(201.38±11.20)GPa,摩擦系数由纯Ni镀层的0.72降低为0.56,磨损率比纯Ni镀层降低了35.16%。结论在低共熔溶剂中实现了电化学剥离石墨制备GO,并用于Ni-GO金属基复合镀层一步制备的电化学途径,为均匀分散的氧化石墨烯的制备和金属基复合镀层的制备提供了新的方法。以此为电解液制备的Ni-GO复合镀层相比于纯Ni镀层,其晶粒细化,耐腐蚀性能增强,机械性能提高,摩擦系数减小,耐磨性能增强。     

低共熔溶剂中超疏水结构的一步电沉积制备及性能研究

目的 实现电沉积镀层表面微纳分级结构的简单构筑,赋予其优异的超疏水特性。方法 以氯化胆碱-尿素低共熔溶剂为溶剂,加入一定比例的氯化镍和硬脂酸溶解后得到电解液,通过调节电沉积时间得到一系列不同形貌的硬脂酸镍镀层。利用SEM、FTIR和XPS等表征技术研究了沉积时间对所制备镀层形貌和组成的影响,利用接触角测量仪探究了不同形貌硬脂酸镍的超疏水性和化学稳定性,利用电化学工作站考察了超疏水镀层的耐腐蚀性。结果 在低共熔溶剂中通过一步电沉积法得到不同形貌结构的硬脂酸镍镀层,其表面形貌与沉积时间密切相关。沉积初期呈现纳米片状结构,随着沉积进行,硬脂酸镍纳米片逐渐堆积、交叉,最终形成花状微纳分级结构。得益于其独特的微纳分级结构和自身低表面能特性,花状硬脂酸镍镀层不仅具有优异的超疏水性(θWCA=(157.3±1.9)°,θSA=(3.6±1.1)°)和自清洁特性,还对强酸、强碱以及盐溶液表现出优异的化学稳定性。与纳米片状和零散花状的硬脂酸镍相比,花状微纳分级结构的硬脂酸镍的耐腐蚀性(Jcorr=1.75×10⁻⁶ A/cm²)分别提高了20倍和7倍。结论 以低共熔溶剂为电解液,通过控制沉积时间可实现镀层表面微纳分级结构的调控与构筑,进而获得性能优异的超疏水镀层。     

高速电喷镀纳米复合镀层组织与性能研究

采用高速电喷镀工艺制备纳米Ni/PTFE复合镀层.研究了电流密度、镀液中纳米PTFE含量等工艺参数对镀层性能的影响.研究结果表明,提高电流密度可显著提高复合镀层的沉积速率、镀层与基体的结合强度以及镀层的耐腐蚀性;镀层与基体的结合强度随镀液中PTFE的加入量的改变而变化,当加入量为10ml/L时,镀层经30次热震试验后,镀层无明显剥落;Ni与纳米PTFE共沉积可显著改善镀层的酎腐蚀性能.     

水对低共熔溶剂中电沉积Zn–Fe合金镀层性能的影响

目的 在氯化胆碱–乙二醇(ChCl–2EG)低共熔溶剂(DESs)中,以水为添加剂,采用电沉积制备Zn–Fe合金镀层,改善镀层的表面形貌,优化晶型结构,提高镀层的耐蚀性能。方法 采用电导率仪、黏度计、循环伏安曲线(CV)研究水含量对低共熔溶剂黏度、电导率、电化学窗口的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS),研究水含量对镀层表面形貌和成分的影响。采用X射线衍射仪(XRD),分析水含量对镀层结构特征的影响。采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS),分析水含量对镀层耐蚀性能的影响。结果 随着水含量的增加,DESs的黏度降低,电导率升高,镀速增大,镀层中Zn含量提高,平均晶粒尺寸减小。当水的质量分数小于8%时,水会促进Zn和Fe的沉积。当水的质量分数大于8%时,水会抑制Zn和Fe的沉积。此外,当水的质量分数为4%时,DESs能够保持原有的电化学窗口(2.47 V),制备的Zn–Fe合金镀层平整致密,镀层极化电阻达到最大值(1469Ω/cm²),电荷转移电阻达到最大值(612Ω/cm²),耐蚀性最佳。结论 水的含量会影响DESs溶剂的黏...     

电沉积方式对Ni-CeO_2纳米复合镀层摩擦磨损性能的影响

采用直流电沉积、脉冲电沉积和超声辅助脉冲电沉积制备Ni-CeO2纳米复合镀层,研究电沉积方式对纳米复合镀层表面形貌、显微硬度和摩擦磨损性能的影响,并用扫描电子显微镜分析其磨损机理。结果表明:电沉积方式对Ni-CeO2纳米复合镀层的晶粒尺寸和性能有较大影响;当超声波引入脉冲电沉积过程时,超声波的强力搅拌作用和超声空化效应能促进CeO2纳米颗粒在镀层中均匀分布,进一步减小镀层的晶粒尺寸,明显提高镀层的显微硬度,从而改善镀层的摩擦磨损性能;Ni-CeO2纳米复合镀层的摩擦磨损性能均优于纯Ni镀层的;而超声辅助脉冲电沉积制备的Ni-CeO2纳米复合镀层的晶粒更加细小、显微硬度最高,其摩擦因数最低,耐磨损性能最佳。     

纳米Al2O3/Ni梯度镀层的电镀工艺研究

在瓦特镀镍液中制备纳米Al2O3/Ni复合镀层,研究了阴极电流密度、纳米Al2O3加入量对镀层纳米Al2O3质量分数及镀层显微硬度的影响.采用恒电流电沉积工艺制备了纳米Al2O3/Ni梯度镀层,镀层显微硬度由内到外逐渐增加.磨损试验表明,在油润滑条件下,梯度镀层的耐磨性比普通复合镀层提高了150%.     

电流特性和纳米颗粒对电刷镀复合镀层耐腐蚀性能的影响

为获得性能优良的镀层,利用不同的电沉积方法(直流、脉冲电流及脉冲换向电流)制得了Ni、Ni/n-SiO2和Ni/n-Al2O3复合镀层,分别对其表面形貌(SEM)进行了观测和分析,测试了镀层的孔隙率,并通过海水浸泡方法检测其耐腐蚀性能.比较测试结果后发现:电流特性和纳米颗粒对电刷镀复合镀层的耐腐蚀性能均有影响,采用脉冲换向电流沉积得到的Ni/n-SiO2复合镀层具有致密精细的表面形貌、较小的孔隙率和较好的耐腐蚀性能.     

工艺参数对Ni-纳米La2O3复合电沉积的影响

在氨基磺酸镍镀液中加入La2O3纳米颗粒,制备了Ni 纳米La2O3复合镀层.利用正交试验法研究了微粒悬浮量、电流密度、搅拌速度、温度等工艺参数对复合电沉积的影响,并用扫描电子显微镜对复合镀层的表面形貌进行了分析.结果表明,La2O3颗粒悬浮量对复合镀层La2O3共沉积量的影响最大;复合镀层中La2O3颗粒共沉积量越大、电流密度越小,其表面越平整、组织越致密.     

超声条件下脉冲电沉积Ni-CeO_2纳米复合镀层的高温抗氧化性

在脉冲电沉积过程中通过施加超声波制备Ni-CeO2纳米复合镀层,利用SEM、XRD等分析方法,研究Ni-CeO2纳米复合镀层的高温抗氧化性能。结果表明:共沉积的CeO2纳米颗粒使基质金属Ni的晶粒尺寸减小,而超声波的引入进一步促使晶粒细化;弥散分布在镀层中的CeO2纳米颗粒有效降低纳米复合镀层氧化质量的增量;纳米颗粒以及超声波的晶粒细化作用均显著提高纳米复合镀层的高温抗氧化性能;与无超声作用相比,超声条件下脉冲电沉积制备的Ni-CeO2纳米复合镀层晶粒细小、氧化质量的增量少;在CeO2添加量为40g/L时,所制备的纳米复合镀层的高温抗氧化性能最高。     

Preparation of Ni/CrAI Coatings on T91 Steel by Composite Electrodeposition

采用复合电沉积法在T91钢表面制备Ni/CrAl镀层,研究了CrAl微粒在镀层中的含量与搅拌强度、镀液pH值、电流密度及温度的关系,确定最佳工艺参数为:电流密度2.5～4.5 A/dm2,pH值4～4.5,温度30℃.采用该工艺制备了较高CrAl含量的复合镀层,并对工艺参数影响复合电沉积的机理进行了简单探讨.