表面修复与强化技术的新发展摩擦电喷镀技术

摩擦电喷镀是在综合了刷镀、流镀和珩磨镀等加工技术特点的基础上发展起来的一种新型的表面技术，它是一种金属离子的电沉积与机械摩擦加工同时进行的新枝术，该技术具有优质、高效、低耗和易于实现工艺过程目动化的特点，解决了刷镀技术不适于大厚度镀层和快速沉积场合的问题。     

复合电沉积过程中的界面调控和界面结合研究进展

复合电沉积是一种获得功能镀层的表面防护技术。概述了界面调控与界面结合对复合镀层性能的重要影响。分析了提高界面结合能力的主要机理与方法，即:通过基体表面改性，如增加基体表面粗糙度、提高反应活性、提供外延生长条件和形成预镀层或转化膜层等，增强镀层与基体之间的机械结合、化学键合作用，进而提高镀层与基体间的界面结合力;通过颗粒改性，包括颗粒表面清洁、修饰与吸附等，以改变颗粒微观结构形态和荷电状态，利用静电机制、空间位阻机制和电胶束空间等理论来增强颗粒与颗粒间的分散能力、颗粒与金属离子间结合能力和颗粒所受电化学作用力等，从而提高颗粒与镀层之间的异质相界面结合能力。鉴于镍基复合电沉积的重要性以及颗粒改性对提高其界面结合的关键作用，综述了其颗粒改性工艺研究和影响，包括细化镍基复合镀层晶粒、改变颗粒表面接触状态、增加颗粒沉积量与其对镍基复合镀层性能的影响。最后对复合电沉积的界面调控和界面结合研究做了总结，指出现阶段还存在的问题，并展望了复合电沉积技术在界面调控和界面结合方面的研究发展方向。     

代铬复合电沉积研究现状与影响因素分析

复合电沉积是一种可用来代替硬铬镀层的表面防护技术。概述了复合电沉积的技术优势,包括绿色环保、成本低廉、操作简单以及镀层性能的自由度大、可控性好等。同时归纳了复合电沉积的颗粒和基质类型,总结了主要性能评价指标和影响因素。在此基础上,重点综述了近年来复合电沉积技术的研究进展,包括复合电沉积机理和颗粒沉积历程。选取了复合颗粒的粒径、晶型、表面状况以及施镀工艺（如电流波形、电流密度、脉冲电流参数、镀液温度、镀液pH、外加力场、热处理等工艺参数）,分别探究各因素对复合电沉积的沉积过程、阴极极化度、镀层形貌、结构、组分、硬度、耐磨性等性能指标的影响,对其中的规律进行了总结。最后展望了复合电沉积技术的发展方向。     

磁场作用下电沉积镀层技术的研究进展

介绍了外加磁场辅助作用下电沉积镀层技术的研究概况,电沉积过程中外加磁场对镀液性质、传质过程、电荷转移、晶粒生长及结晶取向等均会产生影响;阐明了外加磁场在材料制备过程中的工作原理,并就外加磁场对电沉积过程的具体影响作用进行了分类及归纳;阐述了现阶段外加磁场在电沉积领域应用中存在的问题及其在该领域的发展前景。     

脉冲电沉积高速Ni工艺研究

研究了高速Ni镀液在脉冲电沉积条件下,工艺参数对Ni镀层的沉积速率、内应力、孔隙率及微观形貌等方面的影响规律。结果表明,温度、平均电流密度、频率、逆向脉冲系数及占空比对镀层性能和微观形貌有较大影响。与常规电沉积Ni方法相比,脉冲电沉积高速Ni还具有高效、节能等特点。     

铅镉二元合金的共沉积添加剂

采用线性电位扫描法对铅、镉二元合金共沉积中适用的添加剂进行了筛选,研究了不同种类添加剂对铅、镉电沉积的影响,并分析讨论了添加剂的作用。通过对合金镀层中铅、镉元素含量的测定和合金镀层对应的阳极溶出极化曲线的测试和分析,证明了合金镀层中的铅、镉是一种单金属混合物。研究结果表明,采用本合金电沉积技术可获得镀层性能良好的、不同镉含量的铅、镉二元合金镀层。     

电泳-电沉积Ni-Al2O3纳米复合镀层及其结合强度分析

为提高纳米复合镀层中的纳米粒子含量,采用电泳-电沉积技术在铜基体上制备了Ni-Al2O3纳米复合镀层.首先用电泳沉积工艺在基体上均匀沉积出粒径为20 nm的Al2O3涂层,然后在Al2O3涂层中电沉积金属镍,得到Al2O3体积分数高达55.6%的纳米复合镀层.对镀层表面形貌及镀层与基体的结合强度进行了测试与分析.结果表明,相比于纯镍镀层,采用电泳-电沉积法所制备纳米复合镀层的组织致密均匀,晶粒明显细化,镀层与基体的结合强度有所提高.     

电沉积方式对Ni-SiC纳米复合镀层性能的影响

目的通过研究电沉积方式对Ni-SiC纳米复合镀层性能的影响,进而改善Ni-SiC纳米复合镀层的性能。方法采用直流电沉积和脉冲电沉积分别制备Ni和Ni-SiC纳米复合镀层,使用扫描电镜和能谱仪研究镀层的表面形貌和成分,通过测量施镀前后镀件质量差计算沉积速率,采用硬度计测量了镀层的硬度,利用极化曲线和电化学阻抗方法研究镀层在3.5%NaCl水溶液中的耐腐蚀性能,分析了直流电沉积方式和脉冲电沉积方式对镀层各项性能的影响。结果脉冲电沉积方式制备的Ni-SiC纳米复合镀层的表面形貌更加致密、均匀、光滑,镀层硬度为616.3HV,自腐蚀电流为9.56×10~(-6) A,比直流电沉积制备的Ni-SiC纳米复合镀层的硬度和耐蚀性能均有所提高。结论电沉积方式对复合镀层的性能有很大影响,脉冲电沉积方式制备的Ni-SiC纳米复合镀层具有更好的性能。     

Zn-Fe-SiO2复合镀层的耐蚀性研究

采用电沉积的方法，制备了Zn-Fe-SiO2复合镀层，对比了该镀层与Zn-Fe合金镀层及Zn镀层的耐蚀性，并研究了镀层成分对镀层耐蚀性的影响，发现该复合镀层无需钝化处理即具有很高的耐蚀性，而且镀层在酸性溶液中的耐蚀性随着镀层中Fe含量的增大而提高，在中性溶液中的耐蚀性随着镀层中SiO2含量的增大而提高.      

电沉积Ni-W-P非晶态合金工艺研究

研究了Bi-W-P非晶态合金的电沉积方法;讨论了电沉积液的温度、pH值和电流密度对镀层结构及成分的影响;同时对电沉积液的pH值和电流密度对镀层的硬度及耐蚀性的影响进行了研究。     

复合电沉积机理现状及对纳米复合电刷镀机理研究的启示

介绍了复合电沉积机理及纳米复合电刷镀机理研究的概况，评述了Guglielmi等6种复合电沉积机理模型的主要内容和适用范围。在此基础上借鉴这些成果，对其在纳米复合电刷镀机理研究中的可能应用进行了探讨。     

系泊缆用22MnCrNiMo钢表面纳米复合镀层的制备

目的制备性能良好的Ni-SiC复合镀层,以提高海洋平台系泊缆用22MnCrNiMo钢的耐腐蚀性和寿命。方法采用基于离心力的双脉冲电沉积技术,在海洋平台系泊缆用22MnCrNiMo钢表面制备Ni-SiC纳米复合镀层。通过扫描电子显微镜和光学显微镜对复合镀层的微观形貌、组织结构进行分析。利用静态浸泡腐蚀试验分析了镀层的耐腐蚀性能。结果添加0.2g/L的SDS时,纳米SiC悬浮液具有最佳悬浮性能。纳米SiC颗粒的质量浓度为2.0~4.0g/L时,有利于获得优异的Ni-SiC镀层表面形貌。随着占空比的增加,复合镀层表面的晶粒尺寸逐渐减小,当占空比为50%时,可以获得最佳的Ni-SiC镀层形貌。当添加2.0g/L的纳米SiC颗粒时,镀层的腐蚀质量损失最小,为2.867mg/cm~2;当占空比为50%时,镀层的腐蚀质量损失最小,为3.059mg/cm~2。结论添加分散剂后,镀液中的纳米SiC颗粒沉降性能变好;添加纳米SiC颗粒后,镀层的耐腐蚀性能增强。纳米SiC颗粒的添加量和占空比的大小对复合镀层的组织结构和耐腐蚀性能有重要影响。     

石墨烯在涂镀层防腐领域的应用研究及进展

石墨烯作为新型材料,具有优异的化学稳定性、极好的导电性及可增强树脂附着力和无二次污染等综合性能,成为诸多工业应用领域的研究热点。首先,简要概述了近年来石墨烯分散性的发展历程,分散方法主要以物理和化学分散法为主,并对两种方法的弊端进行了分析和讨论,得出两种方法在分散过程中都会引入缺陷及结构受损。其次,概述了石墨烯的两种防腐机理,第一种机理是石墨烯片状结构堆叠形成致密物理阻隔层,第二种机理是依靠石墨烯良好的导电性,给涂镀层提供良好的导电循环通路,赋予涂镀层良好的电化学保护性能。然后,对石墨烯在薄膜防腐领域和水性有机防腐涂料功能化填料应用等方面进行了详细介绍,比较了各类复合涂料制备方法的优缺点并提出了改进策略,分析得到了石墨烯增强有机涂料附着力的同时,还提升了有机涂料的物理屏蔽性能、力学性能和防腐性能。另外,介绍了石墨烯作为增强相在金属微粉镀层中的应用,通过电沉积和化学沉积法,在基体表面沉积石墨烯金属微粉复合镀层,复合镀层中的石墨烯具有极好的化学稳定性,抑制了镀层的腐蚀速率。最后,基于上述石墨烯在涂镀层中的作用及机械镀工艺,提出了"石墨烯-锌"的研究概念,并从分散稳定性、环保性、经济性、适用范围、产业标准化等方向,提出了石墨烯在防腐材料领域里的发展趋势及研究建议。     

新型高强度易加工Cu-FeC复合材料的变形行为

采用真空感应熔炼和快速凝固技术制备了界面复合良好,组织性能优异的新型Cu-FeC复合材料,并通过OM、SEM、TEM、XRD以及力学性能测试分别对熔铸态、奥氏体化后的淬火态及其冷轧态复合材料的组织和变形行为进行了研究。结果表明,熔铸态材料内共存有γ-Fe、α-Fe和马氏体相,而经820℃,4 min奥氏体化和淬火处理后,基体内初生Fe-C相可转化为马氏体相,同时析出大量纳米级γ-Fe相粒子;前者在冷轧过程中表现出较好的协调变形性能,而后者会在粗大Fe-C马氏体相内部或附近产生微裂纹;不过两者冷轧变形后的强度均能获得大幅提升,最高抗拉强度达515 MPa,而延伸率又明显高于已报道具有类似强度陶瓷粒子强化铜基复合材料的延伸率,且拉伸过程均表现出明显的塑性变形特征;此外,本研究根据复合材料组织演化规律提出了相应的组织演化模型图。     

摩擦喷射复合电沉积MoS2/Ni镀层结构与性能研究

利用摩擦喷射复合电沉积工艺在钢基材料上制备MoS2/Ni减摩复合镀层,观测分析了镀层形貌结构,并对其性能进行测试.研究表明,MoS2加入到镍镀层后,能显著改善镀层摩擦学性能,相同测试条件下,摩擦因数为同工艺纯镍镀层的1/4,磨损失重也仅为纯镍镀层的13 %.复合镀层磨损形式为磨粒磨损,除了有个别较浅、较窄磨痕之外,磨损表面较为光滑,没有出现粘着现象.     

Y2O3改性渗铝钢组织及抗氧化性能研究

在20钢表面复合电镀Ni-Y2O3层后900℃×6 h扩散渗铝,得到了Y2O3改性的渗铝复合层.利用SEM对渗铝层的显微组织进行了分析,并对渗层氧化性能进行了试验研究.结果表明,在本试验条件下,经Y2O3改性的渗铝层表面更加均匀致密,渗层组织得到细化,同时,抗氧化性能明显提高,其氧化增重为纯铝渗层的2/5.     

摩擦喷射纳米Al2O3/Ni复合镀层的组织形貌及其性能研究

采用摩擦喷射电沉积工艺制备了纳米Al2O3／Ni复合镀层，考察了该镀层的表面和断面形貌，并对镀层性能进行了测试分析。研究表明，摩擦喷射纳米Al2O3／Ni复合镀层表面较为平整，镀层与基体结合紧密。一次性镀覆厚度达到1．40mm，远高于电刷镀纳米Al2O3／Ni复合镀层（0．35mm），镀层硬度达到650HV。在试验条件下，该镀层的耐磨性是摩擦喷射Ni镀层的1．44倍，是纳米Al2O3／Ni刷镀层的1．15倍，摩擦因数也低于摩擦喷射Ni镀层和电刷镀纳米Al2O3／Ni复合镀层。     

V-EPC表面合金化在导卫板生产中的应用

在真空负压实型铸造（V-EPC）铸渗技术制造复合材料导卫板的过程中，利用正交试验法研究了合金涂料中碳、铬、镍、钼、硼五元素对导卫板表面合金层组织的影响，得到了影响渗层质量及合金组织的主要因素，确定了最佳的合金涂料成分。并证明了采用负压实型铸造（V—EPC）进行复合材料导卫板的生产有利于提高合金层表面质量，此工艺比其它表面合金化方法制造的导卫板所产生的缺陷明显减少，并且合金层组织均匀。     

硅烷处理对 EW75 M 稀土镁合金阴极电泳涂层性能的影响

目的探究硅烷处理对阴极电泳涂层的耐腐蚀性能及其与基体间结合力的影响。方法对稀土镁合金表面进行硅烷前处理,再沉积阴极电泳涂层,评价涂层的耐腐蚀性能、抗溶胀性能,分析涂层的腐蚀微观形貌、组织结构及界面结合。结果硅烷膜层具有一定的防护性能,能够减少阴极电泳涂层针孔、橘皮的出现,增强阴极电泳涂层的致密性。硅烷改性能够提高阴极电泳涂层与基体的结合力,硅烷预处理的电泳试样在NMP溶液中浸泡102 h,依然结合完好;而未经硅烷预处理的电泳试样浸泡7 min后,涂层就完全剥落。此外,硅烷处理能够极大地改善阴极电泳涂层的阻抗性能,使涂层在3.5%(质量分数)NaCl溶液中浸泡227 h的极化电阻Rp仍在108数量级以上。结论硅烷阴极电泳复合涂层具有良好的耐蚀性能和抗溶胀性能,值得推广应用。     

MoS2-Zr复合薄膜的摩擦学性能研究

目的改善MoS_2薄膜的疏松结构,提高其硬度及摩擦磨损性能。方法采用离子源辅助磁控溅射技术在GCr15基体上沉积不同Zr含量的MoS_2-Zr复合薄膜,通过SEM分析薄膜的表面及截面形貌。采用EDS检测薄膜的成分,采用显微维氏硬度计测试薄膜的硬度,采用Rockwell-C硬度计进行压痕测试实验,采用球-盘式旋转摩擦磨损试验机评价薄膜的摩擦磨损性能。结果 MoS_2-Zr复合薄膜的致密程度和硬度随着Zr含量的增加而增大,其硬度值为300~500HV。复合薄膜与基体的结合力随着Zr含量的增加而增强,但当Zr含量过高时,结合力下降。含Zr原子数分数为15%的MoS_2-Zr复合薄膜具有最好的摩擦学性能,其平均摩擦系数为0.09,磨损率为9.33×10~7 mm~3·N~(–1)·m~(–1),耐磨寿命达5.25×105 r。结论 Zr的掺杂改善了纯MoS_2薄膜的疏松结构,提高了MoS_2薄膜的硬度和结合力,合适的Zr掺杂可以获得较低的摩擦系数和较长的耐磨寿命。