一种制备纳米复合镀层的新方法

研究了一种制备纳米复合镀层的新方法--在直流电镀过程中对电镀液施加强磁场以代替机械搅拌来制备Ni/Al2O3纳米复合镀层,考察了镀层的结构,并对镀层性能进行了研究.结果表明,在强磁场下可以制得纳米复合镀层;与未加磁场的纯镍镀层相比,施加磁场后镀层的晶体结构发生了择优取向;当磁场强度为8T时,复合镀层的磨损率仅为纯镍镀层的25%,其耐蚀性与Q235钢相比提高56.3%,与纯镍镀层相比提高46.8%.强磁场对电镀液起到较好的搅拌作用,通过影响镀层中纳米微粒的含量,使镀层结构发生变化,进而影响镀层的性能.     

专利集锦

正高耐蚀纳米镍加无裂纹微硬铬复合镀层电镀液及电镀工艺申请号:CN201310465300.2;申请日:2013.09.30公开(公告)号:CN103451695A公开(公告)日:2013.12.18申请(专利权)人:烟台星辉航空液压机械有限公司。该发明涉及高耐蚀纳米镍加无裂纹微硬铬复合电镀层生产工艺,属于电镀液及电镀层领域。复合电镀层生产工艺特征在于,将经过预处理的镀件首先置入电镀纳米晶体镍打底电镀液A并通入阶梯方波正负脉冲大功率电镀电源进行电镀,得到纳米晶体镍打底镀层;而后将镀有纳米晶体镍打底镀层的镀件置入电镀无裂纹硬铬镀层电镀液B并通入阶梯方波正负脉冲大功率电镀电源进行电镀,在纳米晶体镍打底镀层之上电镀一层无裂纹光亮微硬铬镀层,最终得高耐蚀纳米镍加无裂纹微硬铬复合镀层。该发明电流效率高,沉积速度快,深镀能力好,耐腐蚀效果好,摩擦系数与镀硬铬相当或略低。     

脉冲电沉积Ni-Al2O3纳米复合镀层晶体结构的变化

用直流电镀法制备了纯Ni镀层和Ni-Al2O3纳米复合镀层,并采用双脉冲电镀电源制备了Ni-Al2O3纳米复合镀层.通过扫描电镜观察了镀层的表面微观形貌,用X射线衍射仪分析了镀层的微观晶体结构,探讨了Al2O3微粒对镀层的沉积和生长过程的影响.结果表明,纳米Al2O3颗粒的加入使镍镀层的晶体择优取向发生改变,晶粒细化.双脉冲电镀电源的引入使晶格点阵常数变大,晶格畸变增大,进一步细化了镀层的晶粒.     

Zn/纳米CeO2复合镀层的制备及电化学性能研究

纳米粒子具有一系列特殊的性能,采用电镀的方法在镀层中添加纳米颗粒可改善镀层的某些性能.利用纳米稀土氧化物在基体相中的补强作用以及可能赋予镀层某些新性能的特点,采用复合电镀的方法制备了Zn/纳米CeO2复合镀层,分析了镀液中CeO2颗粒悬浮量、阴极电流密度和镀液温度等因素对复合镀层中纳米CeO2复合量和膜层质量的影响,用正交试验法优选了各工艺参数.采用电化学方法研究了Zn/纳米CeO2复合镀层的耐蚀性.结果表明:复合镀层晶粒细小,平整光滑,显微组织均匀、致密,且镀层耐蚀性能比相同电镀条件下制得的纯锌镀层有所提高.     

复合电镀法制备Ni-WC纳米涂层的组织与性能研究

为了制得高硬度、高耐腐蚀的纳米复合涂层,采用复合电镀法在18-8不锈钢基体上制备了Ni-WC纳米镀层,并对镀层的表面形貌、显微硬度及耐蚀性进行了观察和检测.试验结果表明:复合镀层表面均匀,其显微硬度较不锈钢和纯镍镀层都有显著提高,耐蚀性约为不锈钢的4倍,却比纯镍镀层略低.     

《电镀与涂饰》2005年第10期主要文章摘要

化学镀铜原理、应用及研究展望；ILH-8型铝件彩虹色处理剂；银-纳米SiO2脉冲复合电镀工艺条件的优化与性能研究；电沉积RE-Ni-W-P-SiC-PTFE复合镀层的耐蚀性研究（Ⅱ）；铝和铝合金电镀前处理工艺及其对镀层结合力的影响。     

《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     

镍磷非晶纳米晶复合镀层的制备及其耐蚀性

对电沉积12．3％P（质量分数）镍磷合金进行热处理，部分晶化获得非晶纳米晶复合镀层。利用X射线衍射仪、透射电镜和高分辨透射电镜分析镀层的结构。结果表明，镀态时镀层呈典型的非晶态结构，控制热处理工艺可得到非晶纳米晶的复合镀层。通过动电位极化曲线（3．5％NaCI溶液）测定，得知部分晶化的镀层耐蚀性得到改善。由于具有少量纳米晶相镶嵌于连续非晶相上，非晶纳米晶复合结构的镍磷合金镀层耐蚀性优于非晶态镍磷合金镀层。     

三价铬超声-脉冲电沉积Ni-Cr/SiC纳米复合镀层

利用超声-脉冲复合电沉积法,在三价铬镀液体系中,添加羧酸盐-尿素配合剂和SiC纳米颗粒,制备了Ni-Cr/SiC纳米复合镀层。研究了超声-脉冲工艺参数对SiC纳米粒子复合量、铬含量以及镀层厚度的影响;利用电化学法分析了超声波对基质金属电沉积行为的影响。结果表明,超声-脉冲作用均有利于基质金属铬-镍的电沉积,从而提高镀层厚度及SiC与Cr的含量。利用SEM、XRD、和EDS分别对Ni-Cr/SiC纳米复合镀层的表面形貌、微观结构和相组成等进行表征。结果表明,采用该技术可制备厚度为21.2μm、SiC和Cr含量分别为3.8%和24.68%(质量分数)的Ni-Cr/SiC纳米复合镀层。磨损量和腐蚀曲线测试结果表明,SiC含量高的复合镀层,其耐磨性和耐蚀性更好。     

Ni-SiC纳米复合镀工艺及性能研究

 在纯铜板上制备了含有纳米SiC的镍基复合镀层，利用扫描电镜观察镀层表面显微组织.研究了含量、阴极电流密度、pH值、温度、时间、搅拌等主要工艺参数对纳米SiC在复合电沉积中沉积量的影响.并用MM-200磨损试验机检测了所得复合镀层的耐磨性能.X-ray衍射证明镀层中存在纳米SiC粉末；纳米SiC镍基复合镀层成型工艺参数为：电流密度3 A/dm2～15 A/dm2，温度30℃～60℃，pH值3～4，超声波辅助慢速机械搅拌；最佳含量40 g/L；纳米Ni-SiC复合镀层的耐磨性能优于纳米Ni-Al2O3复合镀层及纯Cr镀层.       

Ni-ZrO2纳米复合电铸层组织结构及磨损形貌

通过复合电铸工艺制备Ni-ZrO2纳米复合电铸层,用SEM和TEM对其表面形貌、组织结构进行了分析。研究了镀液中纳米颗粒悬浮量对纳米复合电铸层在干摩擦状态下耐磨性的影响,并观察了纳米复合电铸层磨损后的表面形貌,探讨了磨损机理。结果表明:纳米ZrO2颗粒细化了基质金属的晶粒,使复合电铸层表面光滑平整;复合电铸层由微Ni单晶和多晶以及ZrO2颗粒所组成;纳米颗粒的强化作用使复合电铸层表现出优良的耐磨性,耐磨性的高低取决于纳米颗粒的复合量。     

电沉积方式对 Ni-ZrO2 纳米复合镀层耐腐蚀性能的影响

目的改善Ni-ZrO2纳米复合镀层的耐腐蚀性能。方法分别采用普通电沉积、旋转阴极电沉积、超声电沉积和超声-旋转阴极电沉积四种方式制备Ni-ZrO2纳米复合镀层,分析镀层的ZrO2含量和微观形貌,研究镀层的耐腐蚀性能。结果普通电沉积镀层的ZrO2含量高,但晶粒粗大,组织不够致密,腐蚀速率高,腐蚀后的微观表面存在很多大的腐蚀坑洞。旋转阴极和超声辅助电沉积的镀层ZrO2含量较低,但晶粒有所细化,耐腐蚀性能提高。超声-旋转阴极电沉积的镀层ZrO2含量最低,但晶粒细化程度最高,组织致密度也最好,腐蚀速率低,表面腐蚀特征不明显。结论超声场和旋转阴极都会影响镀层的组织结构和ZrO2含量,超声波和旋转阴极协同作用下的效果最为显著,制备的纳米复合镀层耐腐蚀性能最好。     

电泳-电沉积镍基纳米复合镀层Ni-Al2O3的耐蚀性能

采用电泳-直流电沉积和电泳-脉冲电沉积工艺制备了具有较高Al2O3含量的Ni-Al2O3纳米复合镀层,分析了纳米粒子对复合镀层表面形貌及微观组织的影响,并以静态浸泡试验法研究了镀层在质量分数为l0％的HCl溶液和l0％的H2SO4溶液中的耐蚀性能.结果表明,相比于纯金属镀层,电泳-电沉积纳米复合镀层的晶粒细小、组织致密...     

磁场方向对脉冲电沉积制备Ni-ZrO2 纳米复合镀层性能的影响

目的 研究有无磁场条件和垂直、平行两种磁场方向对脉冲电沉积制备Ni-ZrO2纳米复合镀层性能的影响。方法 以45#钢作为基体,采用脉冲电沉积和磁场-脉冲电沉积法成功制备Ni-ZrO2纳米复合镀层。利用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）、原子力显微镜（AFM）观察纳米复合镀层的表面形貌、微观结构和表面粗糙度,利用显微硬度计、划痕仪、摩擦磨损试验机对纳米复合镀层进行显微硬度、结合力和摩擦磨损性能等力学性能研究。结果 相同工艺条件下,垂直磁场-脉冲电沉积条件制备的Ni-ZrO2纳米复合镀层的晶粒形状为金子塔状,镀层表面粗糙度有所改善,复合镀层显微硬度值最高,为370HV。平行磁场-脉冲电沉积条件下制备的Ni-ZrO2纳米复合镀层表面平整,均匀致密,复合镀层中Zr的质量分数为8.27%,表面粗糙度Ra和Rq值分别为82 nm和105 nm,镀层结合力为337 N,磨损量低于其他两种镀层的磨损量。结论 施加磁场后,在磁场MHD效应作用下,纳米复合镀层表面形貌平整,均匀致密,显微硬度提高,并且与基体结合性能和耐磨性都优于无磁场条件下制备的纳米复合镀层。平行方向磁场对Ni-ZrO2纳米复合镀层的力学性能有更明显的促进作用。     

Ni-ZrO2纳米复合电镀工艺研究

采用正交实验法,对铜表面电沉积镍基纳米ZrO2复合镀层的工艺进行了研究,观察了复合镀层的表面及截面形貌,并对其耐磨性能进行了测试分析。所涉及实验条件下的最优工艺为:阴极电流密度4A/dm2,镀液温度60℃,极间距为12cm。采用此最优工艺条件,得到了晶粒细小,表面平整、光滑,显微组织致密、均匀的Ni-ZrO2纳米复合镀层,且复合镀层的显微硬度比纯镍镀层有明显提高。     

Preparation and properties of nano-CeO2/Zn composites

The nano-composite powders of CeO2/Zn were prepared with high energy ball milling and the nano-composite materials of CeO2/Zn were fabricated with vacuum sintering powder metallurgy. Meanwhile, the composite and structure were analyzed by the means of XRD and FESEM. From the comparison of different nano-CeO2 contents composites, the best corrosion resistance and hardness, and the optimum content of nano-CeO2 were achieved. The result shows that corrosion resistance, hardness and uniformity of metal structure can be improved significantly with nano-CeO2; at the same time, the optimal corrosion resistance, hardness and microstructure are obtained when the mass fraction of nano-CeO2 is 1%.     

超声电沉积制备Ni-ZrO2纳米复合镀层及其结构和性能的研究

制备了纯Ni镀层和Ni-ZrO2纳米复合镀层,并在沉积过程中引入超声波制备了超声Ni-ZrO2纳米复合镀层,对比分析了3种镀层的微观结构及高温抗氧化性、显微硬度、耐磨性。结果表明,超声电沉积Ni-ZrO2纳米复合镀层晶粒尺寸细小,具有良好的高温抗氧化性能、高的显微硬度和优良的耐磨性,并进一步分析了纳米颗粒和超声波在提高镀层性能方面所起的作用。     

新型纳米复合镀层材料的制备与研究

采用纳米CeO2和Zn粉成功制备出CeO2/Zn纳米复合材料作为镀层材料,并利用X射线衍射、场发射扫描电镜等测试分析手段,对复合材料组织结构进行研究,比较了不同纳米CeO2含量复合材料的耐蚀性和硬度。结果表明:纳米CeO2颗粒的加入能显著提高金属的耐蚀性、硬度和金属结构的致密均匀性,并在纳米CeO2含量为1%时显示了最佳的耐蚀性、硬度和微观组织结构。     

Relationship between dispersibility of ZrO2 nanoparticles in Ni-ZrO2 electroplated nanocomposite coatings and mechanical properties of nanocomposite coatings

Ni-ZrO2 nanocomposite coatings with monodispersed ZrO2 nanoparticles were prepared from the composite plating bath containing dispersant under DC electrodeposition condition. It is found that the morphology, orientation and hardness of the composite coating with monodispersed ZrO2 nanoparticles have lots of difference from the composite coating with agglomerated ZrO2 nanoparticles and pure nickel coating. Especially, the result of hardness shows that only a very low volume fraction (less than 1%) of monodispered ZrO2 nanoparticles in Ni-ZrO2 composite coatings will result in higher hardness of the coating. The hardness of Ni-ZrO2 nanocomposite coatings with monodispersed and agglomerated ZrO2 nanoparticles are HV 529 and HV 393, respectively. The hardness value of the former composite coatings is over 1.3 times higher than that of the later. All these composite coatings are 2 - 3 times higher than that of pure nickel plating (HV 207) prepared under the same conditions.     

Investigation on the corrosion and oxidation resistance of Ni-Al2O3 nano-composite coatings prepared by sediment co-deposition

Ni-Al₂O₃ composite coatings were prepared by using sediment co-deposition (SCD) technique from a Watt's type electrolyte containing nano-Al₂O₃ particles. The corrosion resistance and high temperature oxidation resistance of resulting composite coatings were investigated. It was found that the incorporation of nano-Al₂O₃ particles in Ni matrix refined the Ni crystal and changed the preferential orientation of composite coatings. Meanwhile, the corrosion and oxidation resistance were improved after the incorporation of nano-Al₂O₃ particles into Ni matrix. The nano-Al₂O₃ content in deposits plays an important role for improving the corrosion and oxidation protection. The corrosion and oxidation resistance of Ni-Al₂O₃ nano-composite coatings produced via SCD technique are superior to that of CEP technique. Compared to pure Ni and Ni-Al₂O₃ composite coatings fabricated using CEP technique, the Ni-7.58 wt.% Al₂O₃ composite coating obtained by SCD technique exhibits better corrosion resistance and enhanced high temperature oxidation resistance. Moreover, the mechanism of corrosion and high temperature oxidation resistance of Ni-Al₂O₃ nano-composite coatings are discussed.