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。     

Electroless Ni-P-CNT composite coating on aluminum powder

Ni-P-CNT composite coatings were deposited on micro-sized aluminum particles using electroless plating technique and the effect of different process parameters on the microstructural characteristics of the produced composite coatings were investigated. The results showed that a uniform Ni-P-CNT composite coating could be successfully deposited on the aluminum particles provided the electroless processing parameters were adjusted carefully. The most favorable coating quality was achieved at bath temperature of 80 °C, bath pH of 5.5 and CNT concentration of 1.25 g/lit. While a higher CNT concentration resulted in increased CNT agglomeration and poor CNT distribution in the Ni-P matrix, a lower CNT concentration resulted in fewer incorporated CNTs. Higher bath temperatures intensified the hydrogen gas evolution during the process and resulted in poor uniformity and presence of porosity in the coating. Low bath pH resulted in poor CNT incorporation and distribution in the Ni-P matrix and clustering of a large part of CNTs out of the coating.     

新型三元复合络合剂体系对AZ91D镁合金表面酸性化学镀Ni-P的影响

利用含新型三元复合络合剂的酸性化学镀镍液体系,在AZ91D镁合金表面通过化学镀制备Ni-P防护镀层。结果表明,镀层沉积速率随着镀液中三元复合络合剂浓度的变化而改变。利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和差热分析（DSC）对镀层结构、形貌以及热稳定性进行表征和分析。通过交流阻抗（EIS）和动电位扫描极化曲线对Ni-P镀层在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能进行评价。镀液中三元复合络合剂的浓度对Ni-P镀层的结构与形貌有显著影响。Ni-P镀层的热稳定性随着三元复合络合剂浓度的增加而降低。当镀液中三元复合络合剂浓度为0.035 mol/L时,所制备的Ni-P镀层致密、均一,在3.5%NaCl溶液中表现出良好的耐蚀性能。     

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。     

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。     

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。     

微米金刚石在化学复合镀中的合成与性能

在磨料磨具行业中，超硬材料金刚石的应用一直是行业研究、关注的问题。本文结合化学复合镀，扩展金刚石的应用，将微米金刚石与Ni—P镀液化学复合，探讨了复合镀层的沉积机理，以及微米金刚石对复合镀层硬度和耐磨性的影响。结果表明：加入的金刚石颗粒均匀地分布于Ni—P基体中，可以使镀层晶粒细化，起弥散强化作用，从而极大提高复合镀层的耐磨性，但对硬度的影响较小。改变金刚石的加入量对镀速的影响很小；随镀液金刚石加入量的增加，镀层金刚石含量先是迅速增加，以后增加趋势越来越缓慢，达到顶点后开始下降；镀层对金刚石微粒的俘获能力是有限的，颗粒的吸附主要是依靠机械力的作用。     

Ni-P-纳米TiO_2化学复合镀层

研究了化学复合镀Ni–P–纳米TiO2粒子涂层的工艺过程和涂层性能。结果显示超声分散再加上表面活性剂可以使TiO2粒子得到充分分散。所获得的Ni–P–纳米TiO2粒子复合涂层和Ni–P合金涂层相比具有更高的硬度和高温抗氧化性能。镀层热处理后,Ni–P–纳米TiO2粒子复合涂层的硬化峰值出现在500 左右。化学镀Ni–P合金涂层的硬化峰值在400 左右。     

纳米金刚石的加入对镁合金Ni-P镀层组织和性能的影响

目的提高镁合金化学镀层的力学性能。方法选择出一组优良镁合金化学镀Ni-P工艺参数,在Ni-P镀液中加入不同的纳米金刚石浓度。通过观察所得镀层的微观组织形貌,对比镀层形貌组织;通过对复合镀层进行热处理,分析镀层组织结构的变化;通过测定金刚石加入前后镀层的摩擦系数,检测了复合镀层的耐磨损性能;通过查看镀层腐蚀斑点数目,检测复合镀层的耐腐蚀性能。结果随着纳米金刚石浓度的增加,复合镀层的形貌越好,当纳米金刚石加入量达到6 g/L时,所得复合镀层的微观形貌均匀、致密。热处理使镀层结构由非晶态变为结晶态,显微硬度明显提高。金刚石的加入致使镀层的摩擦系数降低且稳定,相比化学镀Ni-P镀层,加入金刚石后的复合镀层的腐蚀斑点数较少。结论纳米金刚石的加入大大提高了镀层的力学性能。     

Preparation of amorphous-nanocrystalline composite structured Ni-P electrodeposits

Amorphous-nanocrystalline composite structured Ni-P deposits (with phosphorus content of 5-9 wt.%) show better corrosion resistance than that of microcrystalline structured Ni-P deposits, and better abrasion resistance than that of amorphous Ni-P deposits. In order to get amorphous-nanocrystalline composite structured Ni-P deposits on AISI 431 stainless steel, electroplating parameters that affect phosphorus content in Ni-P deposits (temperature, current density, pH, H₃PO₃ concentration and agitation rate) are analysed by orthogonal experimental design (OED) in this paper. The analysis indicates that pH value and phosphorous acid concentration are key variables, their interactive effect on Ni-P composition should be taken into account. The effects of pH and H₃PO₃ concentration of the electroplating bath on phosphorus content in Ni-P deposits are further examined by the method of steepest ascent and central composition design (CCD). On the basis of results and discussion in experimental design sections, various Ni-P deposits with approx. 5-9 wt.% phosphorus can be galvanostatically electroplated by controlling the key variables and these deposits are confirmed to be amorphous-nanocrystalline composite structure in XRD, TEM tests.     

Ni/P金刚石化学复合镀层性能与组织研究

本文研究了金刚石含量、热处理温度、表面活性剂种类等因素对Ni-P-金刚石复合镀层的显微硬度与耐磨性能的影响;采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪对复合镀层的表面形貌及组织结构进行了分析。结果表明:在化学镀层中共沉积金刚石微粉能显著提高镀层的耐磨性;各工艺因素对复合镀层显微硬度与耐磨性的影响程度各不相同,热处理温度对复合镀层耐磨性能的影响最大;当镀液中金刚石微粉含量为2 g/L、热处理温度400℃、表面活性剂为SHP其含量为1∶15时,复合镀层的耐磨性能最好。与Ni-P化学镀层相比,金刚石复合镀层的耐磨性提高50%。     

Ni-P-多壁碳纳米管复合镀层的制备及摩擦磨损性能(英文)

采用湿式球磨对多壁碳纳米管(MWNTs)预处理,通过化学镀制备Ni-P-MWNTs复合镀层;对45钢、传统Ni-P镀层和Ni-P-MWNTs复合镀层在干摩擦条件下的摩擦磨损性能进行考察和比较。结果表明,球磨后MWNTs长径比降低,长度均匀,且多数端部处于敞开状态。与45钢和Ni-P镀层相比,Ni-P-MWNTs复合镀层的减摩耐磨能力显著强化。当复合镀层中MWNTs的质量分数为0.74%~1.97%时,其摩擦因数和磨损率随MWNTs含量的增加而减少;对于MWNTs质量分数为1.97%的复合镀层,其摩擦因数和磨损率仅为0.08和6.22×10?15m3/(N·m)。复合镀层优良的摩擦磨损性能归因于MWNTs优异的力学性能和自润滑特性。     

Ni-P-CNTs化学镀层在酸性溶液中的电化学腐蚀行为

为了更深地认识CNTs对Ni—P镀层电化学腐蚀性能的影响,采用复合化学镀技术,通过向优化的化学镀溶液中加入碳纳米管的方法在45^#钢基材上制备了Ni—P—CNTs复合镀层,并用相同工艺在45^#钢基材上直接化学镀Ni—P镀层作为对比。采用SEM／EDAX,XRD和TEM综合分析了复合镀层的形貌和结构,分析表明：所得镀层以非晶结构为主,碳纳米管均匀分布在镀层中。采用动电位极化及交流阻抗技术对比研究了Ni—P—CNTs复合镀层及纯Ni—P镀层在0．5mol／LNaCl＋0．05mol／LH2sO4酸性溶液中的电化学腐蚀行为,腐蚀实验结果表明：在该介质溶液中,与不含碳纳米管的Ni—P镀层相比,Ni—P—CNTs复合镀层的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度较低,耐均匀腐蚀性能得到明显改善;此外,碳纳米管的加入还明显提高了Ni—P镀层在该介质溶液中的耐点蚀性能。     

Ni-P-TiN(纳米)化学复合镀层研究

为了提高AZ31镁合金的耐磨性能并扩大其在相关领域的应用,采用化学复合镀技术在AZ31镁合金基体上制备了Ni-P—TiN（纳米）复合镀层,同时制备Ni—P镀层进行比较。研究了复合镀层形貌、成分、硬度和耐磨性能与镀液中纳米TiN颗粒含量的关系。结果表明,复合镀层和Ni—P镀层表面都是由胞状物排列而成;纳米TiN颗粒沉积于Ni—P—TiN（纳米）复合镀层中。当镀液中纳米TiN颗粒浓度为3g／L时,复合镀层硬度达最大值,为826HV,而Ni—P镀层只有508HV;同时复合镀层表现出优异的耐磨性能,在同等条件下其磨损失重只有Ni—P化学镀层的25％。     

化学复合镀Ni-P-金刚石旋转弯曲疲劳性能的研究

为研究Ni-P镀及Ni-P-金刚石化学复合镀对40Cr钢疲劳性能的影响,采用成组对比法进行旋转弯曲疲劳试验,并用SEM对疲劳断口进行对比分析.结果表明:与40Cr基底相比,Ni-P镀件及Ni-P-金刚石镀件的疲劳寿命显著降低,经热处理后寿命进一步降低.镀态时Ni-P-金刚石镀件比Ni-P镀件寿命相对较长,而热处理后Ni-P镀件寿命略长.与基底相比,Ni-P-金刚石镀件主要是由于裂纹扩展区寿命降低,而经热处理后的Ni-P-金刚石镀件主要是裂纹萌生阶段寿命降低.综合试验结果得到:镀件的疲劳寿命主要取决于3个因素,一是镀层自身的脆性;二是镀层与基底间的结合;三是施镀过程中的吸氢.     

锡酸盐转化前处理对镁合金化学镀镍镀层的影响

目的利用锡酸盐转化膜中间层避免化学镀镍镀层与金属基体的直接接触,降低其产生原电池腐蚀的趋势,提高镁合金化学镀镍层的耐蚀性及稳定性。方法采用锡酸盐化学转化膜技术在AZ31镁合金表面制备锡酸盐转化膜层,然后通过直接化学镀镍技术在该膜层上沉积Ni-P镀层。利用SEM、EDS、浸泡析氢、电化学测试等手段,研究了复合镀层的显微结构、相组成、耐蚀性。结果锡酸盐转化膜由细小均匀的球形颗粒堆积而成,颗粒之间存在空隙,为直接化学镀镍时镍磷的初始沉积提供了可能。化学转化膜表面沉积的化学镀镍层均匀致密,形成典型的胞状结构。基体-化学转化膜-化学镀Ni-P合金层三者之间的结合良好,保证了复合镀层优良的耐蚀性能。结论化学镀Ni-P层能够在不经过钯活化处理的条件下直接在锡酸盐转化膜上沉积,锡酸盐转化膜中间层避免了Ni-P阴极性镀层与阳极性镁基体的直接接触,降低了Ni-P镀层局部缺陷对整体防护效果的影响,提高了镀层的耐蚀性及耐久性。     

加入纳米金刚石对铜基体上 Ni-P 化学镀层性能的影响

为增强化学镀Ni-P镀层的性能,以纯铜为基体,在镀液中加入纳米金刚石,共沉积Ni-P/纳米金刚石复合镀层,研究了纳米金刚石的加入对镀层性能的影响。结果表明:纳米金刚石质量浓度为12 g/L时,获得的镀层质量较好;纳米金刚石的加入大大提高了镀层的摩擦磨损性能和耐腐蚀性能。     

化学镀 Ni-Mo-P 合金镀层的组织结构与防垢性能研究

目的采用材料测试方法和防垢实验,研究不同工艺条件下的化学镀Ni-Mo-P合金镀层的组织结构与防垢性能。方法在化学镀Ni-P镀层基底上,添加含有钼酸根离子杂多酸盐,在不同工艺条件下化学沉积Ni-Mo-P合金镀层,研究化学镀Ni-Mo-P合金镀层的表面形貌和组织结构,分析镀液中硼酸含量和钼酸铵含量对镀层沉积速率的影响,观测镀层在结垢实验后的表面形貌并分析结垢速率。通过SEM,XRD和EDS对化学镀Ni-Mo-P合金镀层的表面形貌和组织结构进行检测,研究在酸性镀液中硼酸含量对化学镀Ni-Mo-P工艺条件的影响。采用防垢实验测试化学镀Ni-Mo-P合金镀层的防垢性能。结果在化学镀Ni-Mo-P过程中,钼酸根离子杂多酸盐具有稳定作用。化学镀Ni-Mo-P合金镀层的化学沉积镀液的最佳工艺条件为:Ni SO4·6H_2O 16.5 g/L,Na H_2PO_2·H_2O 20 g/L,钼酸钠0.5~0.8 g/L,硼酸2 g/L,乙酸钠7.5 g/L。化学镀Ni-Mo-P合金镀层的结垢速率明显低于化学镀Ni-P镀层,具有良好的防垢能力,形成了非晶态的镀层。结论采用化学镀Ni-P镀层基底上沉积得到非晶态的Ni-Mo-P合金镀层,硼酸具有调节镀液p H值和络合作用,非晶态的Ni-Mo-P合金镀层平均结垢速率最小值为0.58μm/h,具有良好的阻垢能力。     

Ni-TiO2基纳米复合电刷镀层微观结构及腐蚀电化学行为

研究了用电刷镀在Q235钢上制备出Ni-TiO2纳米复合镀层复合镀液中,纳米颗粒的加入量及不同的表面活性剂对镀层性能的影响。采用SEM对复合镀层的表面形貌进行分析,用极化曲线研究了纳米复合镀层在NaCl溶液中的腐蚀电化学行为,结果表明:与纯Ni镀层相比,Ni-TiO2纳米复合镀层晶粒更加细小,空隙率更低,阳离子表面活性剂分散镀液所得镀层效果最为显著;复合镀液中纳米TiO2质量浓度为10g/L时,复合镀层的耐腐蚀性能最优;纳米颗粒含量相等的情况下,阳离子表面活性剂分散镀液所得镀层具有最好的耐腐蚀性能。     

镁合金化学镀光亮镍磷合金

研制了一种能在镁基上直接进行化学镀镍磷合金的新工艺,镀层呈银白色,表面平整光亮.镀液为碱性介质,基础配方为:硫酸镍、复合络合剂、导电盐和其它添加剂.通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)等方法研究了电流密度、温度、pH值等参数对镀层磷含量、镀层显微硬度等性能的影响.结果表明,该工艺具有高效稳定、易于控制、操作简便等特点,适宜于产业化应用.