Ni-P-SiO2(纳米)化学复合镀研究

通过Ni-P化学镀及Ni-P-SiO2(微米)、Ni-P-SiO2(纳米)化学复合镀探讨纳米SiO2颗粒对镀速及镀层性能的影响。结果表明：添加适量的SiO2纳米粒子于镀液中，使镀速上升，所得镀层硬度、耐磨性等性能相对于Ni-P镀层及微米颗粒复合镀层都有显著地提高。     

SiO2纳米粒子对高速电喷镀镍基PTFE复合镀层的影响

利用自制高速电喷镀装置制备镍基纳米PTFE和SiO2粒子复合镀层;研究了复合镀层表面形貌、微观组织、结合强度、耐蚀性等受SiO2纳米粒子影响的规律。结果表明:加入纳米SiO2粒子,减缓了沉积速率,有较强的细化晶粒作用。加入1.0～1.5g/L纳米SiO2粒子时镀层截面的硬度升高,加入2.0～2.5g/L纳米SiO2粒子时镀层的结合强度较高;但降低镀层的耐蚀性。     

纳米SiO2/Ni基复合镀层的微拉伸特性研究

采用电刷镀技术在65Mn钢材上制备了纳米SiO2/Ni基复合镀层.通过在扫描电镜下的微拉伸试验来测定纳米复合镀层的应力-应变曲线,同时获得纳米复合镀层的裂纹形成和扩展的动态数据,并对裂纹扩展表现进行观察.结果表明,与普通镍镀层相比,纳米SiO2/Ni基复合镀层在表面组织细化的同时,改善了与基体的结合力.纳米SiO2复合镀层的抗拉强度明显高于普通镀层.300℃回火时的纳米复合镀层的抗拉强度增加幅度最大可以达到100%.纳米SiO2有效阻碍了裂纹的扩展,裂纹的扩展速度明显下降.这些性能改善的主要原因是纳米SiO2颗粒在复合镀层中的强化作用.     

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。     

《电镀与精饰》2005年第1期主要文章摘要

(Ni-P)-纳米WC复合电镀的研究//表面活性剂对(Ni-P)-纳米Al2O3化学复合镀层组织的影响//铝合金微弧氧化陶瓷层生长过程研究//镍基微胶囊彩色复合镀层制备工艺研究//圆筒高速电镀厚铜层     

电沉积Ni-P/纳米Al_2O_3复合镀层的摩擦磨损与耐铝液侵蚀性能

研究电沉积Ni-P/纳米Al2O3复合镀层的干摩擦磨损性能和耐铝液侵蚀性能,采用扫描电镜(SEM)观察Ni-P/纳米Al2O3复合镀层的磨损表面形貌以及铝与Ni-P/纳米Al2O3复合镀层的界面结构。结果表明:Ni-P/纳米Al2O3复合镀层(镀态)与淬火45钢对摩时的摩擦因数为0.45～0.55,磨损表现为疲劳剥落;经400℃热处理后,Ni-P/纳米Al2O3复合镀层与淬火45钢对摩的摩擦因数为0.20～0.24,磨损机理表现为轻微粘着和磨蚀;铝液在Ni-P/纳米Al2O3复合镀层表面的润湿角为109,Ni-P/纳米Al2O3复合镀层具有良好的耐铝液侵蚀性能。     

非晶态化学镀Ni-P-Yb-ZrO2复合镀层的工艺研究

为了提高非晶态化学镀Ni-P镀层的综合性能,向Ni-P化学镀液中添加纳米ZrO2粒子及稀土Yb,获得Ni-P-Yb-ZrO2复合镀层.分析了镀液组分(纳米ZrO2、稀土Yb、表面活性剂)的添加量及操作工艺参数(pH值、搅拌速度)对Ni-P-Yb-ZrO2复合镀层中纳米ZrO2粒子含量的影响,并确定了最佳的镀液组分添加量和操作工艺参数.在该最佳条件下获得的Ni-P-Yb-ZrO2复合镀层,表面平整,纳米ZrO2粒子分散较为均匀,耐磨性能优异且结合力良好.     

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.     

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。     

Ni-P/Ni-Zn-P三层复合镀层的制备与耐腐蚀性能研究

目的 制备具有不同电位差的多层阳极Ni-P/Ni-Zn-P复合镀层.方法 采用化学镀的方法,在Q235钢基体表面制备内层为低磷Ni-P合金、中层为高磷Ni-P合金、外层为Ni-Zn-P合金镀层的三层复合镀层.通过金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、电化学工作站等仪器对复合镀层表面形貌、成分结构及腐蚀电位进行分析.结果 相较于低磷Ni-P镀层和高磷Ni-P镀层,Ni-P/Ni-Zn-P三层复合镀层的晶胞大小均匀一致且胞与胞之间致密平滑.内层低磷Ni-P镀层断面厚度约为14.5μm,镍的质量分数约为96.5％,磷的质量分数为3.5％;中层高磷Ni-P镀层断面厚度约为17.6μm,镍的质量分数约为90.2％,磷的质量分数约为9.8％;Ni-P/Ni-Zn-P三层复合镀层断面总厚度约为40μm,镍的质量分数约为80.7％,锌和磷的质量分数分别为7.6％和11.7％.在Tafel极化曲线中,Ni-P/Ni-Zn-P三层复合镀层的腐蚀电流密度最小,为3.815×10-6 A/cm2,具有更好的耐蚀性.在模拟海水环境(5％NaCl溶液)中腐蚀220 h后,内层、中层组织腐蚀成片,出现孔洞且有点蚀,而Ni-P/Ni-Zn-P三层复合镀层几乎没有腐蚀,只有部分区域出现点蚀,组织较为完整,说明三层镀层较单层、双层镀层具有更好的耐腐蚀性.结论 制备具有电位差的多层阳极Ni-P/Ni-Zn-P复合镀层具有更好的性能,且相较于内层单层、中层双层Ni-P合金镀层,其腐蚀速率也明显降低,耐腐蚀性能更好.     

纳米氧化硅复合环氧和聚氨酯涂料耐磨性与耐蚀性研究

    利用两步法制备了纳米氧化硅复合环氧涂料和聚氨酯涂料.并对其耐磨性与耐蚀性进行了研究.其结果表明：与未加入纳米氧化硅的涂层相比,纳米氧化硅复合环氧涂层和聚氨酯涂层的显微硬度分别提高7%、6.2%,耐磨性有很大提高,同时纳米氧化硅聚氨酯涂层耐蚀性有明显提高,纳米氧化硅环氧涂层的耐蚀性没有下降.        

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.     

Ni-P金刚石化学复合镀层制备及摩擦磨损性能分析

目的研究不同粒径微米金刚石对Ni-P金刚石化学复合镀层摩擦磨损性能的影响。方法选择出一组优良的Ni-P化学镀工艺参数,在镀液中分别加入不同粒径的金刚石微粒,制备含不同粒径微米级金刚石颗粒的化学复合镀层。用SEM和XRD,观察并分析了不同粒径金刚石对热处理前后Ni-P金刚石化学复合镀层微观形貌和组织结构的影响;通过硬度和摩擦磨损实验,研究了不同粒径金刚石颗粒对复合镀层硬度及摩擦磨损性能的影响。结果制备的复合镀层厚度为30μm左右,金刚石质量分数达到21%~25%,且金刚石均匀分散在Ni-P镀层中。热处理前镀层为非晶结构,经过400℃×2 h的热处理后,镀层晶化为硬度更高的Ni3P。金刚石能提高镀层硬度,其中粒径为9μm的复合镀层硬度最高,达到1261HV。Ni-P金刚石复合镀层的摩擦系数为0.4~0.52,随着金刚石粒径的增大,摩擦系数不断减小。金刚石使镀层的磨损机制发生了变化,随着金刚石粒径的增大,硬质合金球的磨损加剧。结论随着金刚石粒径的增大,镀层硬度增加,摩擦系数减小,耐磨性增大。     

Effect on Corrosion Resistance of Ce-Rich-Sealed Ni-P Coatings on Cf/Al Composite Surface

In this study, Ni-P coatings and sealing of the coatings by Ce-rich solution on Cf/Al composite surface for enhanced corrosion resistance are investigated. The corrosion resistance of uncoating sample in 3.5 wt.% NaCl solution was investigated and a comparison with Ni-P and Ce-sealed Ni-P coatings is given. Effect of Ce-sealing on Ni-P coating is discussed. The results of electrochemical measurements of corrosion performance of Cf/Al composites show that sealing of Ni-P coatings with Ce-rich solution can improve the corrosion resistance. The Ce-rich-sealed Ni-P coating has higher corrosion resistance than the coating without Ce, and the electroless plated Ni-P coating on composite surface has higher corrosion resistance than the bare sample, as evidenced by EIS and potentiodynamic polarization measurements. The microstructure of the Cf/Al composites and the two kinds of coatings (i.e., Ni-P coating and Ce-sealed Ni-P coating) were examined by scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy, and transmission electron microscopy. The Ce-sealed Ni-P coatings on Cf/Al composite surface have a total thickness of ~11 μm of which 10 μm is the thickness of the Ni-P coating and ~1 μm is the thickness of the Ce-rich sealing. It shows that the selected area electron diffraction ring pattern of Ce-rich sealing on Ni-P plated composite is consistent with Ce₆O₁₁ or CeO₂. X-ray photoelectron spectroscopy results show that Ce⁴⁺ was the dominant oxidation state for Ce-rich sealing on Ni-P plated composite. The Ce-sealing treatment on Ni-P coating has improved the corrosion resistance over and above the corrosion resistance offered by the Ni-P mono-coating to the bare substrate.     

尼龙1010/n-SiO2复合涂层摩擦学性能研究

探讨了纳米SiO2（n-SiO2）对火焰喷涂尼龙（Nylon）1010涂层干摩擦磨损性能的影响，采用MRH-3型环-块摩擦磨损试验机对不同n-SiO2含量的尼龙1010涂层的干摩擦磨损性能进行了测试；并利用扫描电子显微镜（SEM）对复合涂层的磨损表面进行观察。结果表明：n-SiO2的加入能明显提高尼龙涂层的耐磨性，降低摩擦因数，疲劳磨损、粘附磨损及犁切现象明显减轻，当n-SiO2含量为1．5％时复合涂层综合性能较好。     

A novel electroless plating of Ni-P-TiO2 nano-composite coatings

A new processing concept has been developed to produce nano-structured metal-matrix composite coatings. This method combines sol-gel and electroless plating techniques to prepare highly dispersive oxide nano-particle reinforced composite coatings. Transparent TiO₂ sol was added into the standard electroless plated Ni-P solution at a controlled rate to produce Ni-P-TiO₂ nano-composite coatings on Mg alloys. The coating was found to have a crystalline structure. The nano-sized TiO₂ particles (∼ 15 nm) were well dispersed into the Ni-P coating matrix during the co-deposition process. This technique can effectively avoid the agglomeration of nano-particles in the coating matrix. As a result, the microhardness of the composite coatings were significantly increased to ∼ 1025 HV₂₀₀ compared to ∼ 710 HV₂₀₀ of the conventional composite coatings produced with solid particle mixing methods. Correspondingly, the wear resistance of the new composite coatings was also greatly improved.     

电接触强化对Ni-P/Nano-WC复合刷镀层的微观组织及性能的影响

目的：提高Ni-P/nano-WC复合刷镀层的性能。方法利用电刷镀技术将Ni-P与nano-WC粉末共同沉积在40Cr基体表面形成纳米颗粒增强的复合镀层,再利用电接触技术对Ni-P/nano-WC复合镀层进行二次强化。利用光学显微镜、场发射扫描电子显微镜（FESEM）、X射线衍射分析（XRD）、能谱分析（EDS）和显微硬度测量等手段,分析电接触强化处理对Ni-P/nano-WC复合镀层的影响。同时利用滚动摩擦试验分析电接触强化前后复合镀层耐磨性的变化情况。结果电接触强化处理后, Ni-P/nano-WC复合刷镀层的孔隙和裂纹减少,复合镀层与基体之间的界面在高温和高压的作用下发生焊合。XRD分析显示复合镀层的晶粒细化,镀层的晶粒尺寸由35.35 nm下降至26.28 nm。随着接触电流的加大,复合镀层的硬度也在逐步加大。经过20 kA电流的强化,复合镀层平均硬度由637HV0.1增加到885HV0.1,镀层硬度分布更加均匀;4 h的滚动摩损表明,随着接触电流的加大,试样的质量损失逐步减小,经20 kA接触电流强化后的Ni-P/nano-WC复合镀层质量损失为503 mg,比未经电接触强化的Ni-P/nano-WC复合镀层低40%。结论电接触强化技术能有效改善Ni-P/nano-WC复合镀层的微观组织与性能,将镀层界面由机械结合变为冶金结合,同时提高镀层的耐磨性能。     

碳纳米管-镍磷化学复合镀层的组织与性能研究

目的研究碳纳米管对Ni-P化学镀层组织与性能的影响。方法将碳纳米管(CNTs)加入到镀液中,采用化学镀的方法在45#钢表面制得碳纳米管-镍磷化学复合镀层。利用扫描电镜、X射线衍射仪综合分析复合镀层的表面形貌和结构,并采用多功能材料表面性能测试仪对复合镀层的摩擦磨损性能进行了研究。利用动电位极化技术对Ni-P-CNTs复合镀层在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为进行了研究。结果Ni-P-CNTs化学复合镀层是非晶态结构,CNTs均匀地嵌埋在基质镀层中。在耐磨性试验中,Ni-P-CNTs复合镀层的磨损率比Ni-P镀层降低了7.6×10~(-11) m~3/(N·m),而平均摩擦因数减小了0.074。在电化学腐蚀试验中,Ni-P-CNTs复合镀层的腐蚀电位比Ni-P镀层正移了222 mV,而腐蚀电流密度降低了5.234×10~(-6) A/cm~2。结论碳纳米管填补了镍磷非晶胞间的间隙,改善了复合镀层的组织结构,使Ni-P-CNTs化学复合镀层具有更好的耐摩擦磨损性能和耐腐蚀性能。     

不同纳米WS2含量Ni-P-Ti N-WS_(2)复合化学镀层的制备及其摩擦学性能EI北大核心CSCD

Ni-P-TiN化学复合镀层具有比Ni-P镀层更高的硬度和耐磨性,但其表面粗糙度大,与对偶件之间的摩擦因数高,应用潜力受到限制。通过在化学镀液中添加不同用量的纳米WS_(2)颗粒和固定用量的TiN颗粒,在低碳钢表面制备Ni-P-TiN-WS_(2)复合镀层。采用X射线能谱仪(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对镀层的化学成分(质量分数)、表面形貌及微观结构进行表征,并利用球盘式摩擦磨损试验机测试复合镀层的摩擦磨损性能。结果表明:纳米WS_(2)颗粒与纳米TiN颗粒的共沉积可使镀层表面更加致密、平整。随着镀液中纳米WS_(2)用量的增加,复合镀层的硬度先减小后增大,与氮化硅陶瓷球的摩擦因数则先升后降,磨损率显著下降,耐磨性增强。镀液中纳米WS_(2)粉末的用量为2.5 g/L时复合镀层的摩擦学性能最佳。纳米WS_(2)颗粒的加入及用量优化可显著改善复合镀层的综合性能,可为发展高耐磨低摩擦因数的先进涂层提供借鉴。     

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。