SiC纳米颗粒对脉冲电沉积Ni-SiC复合镀层性能的影响

采用脉冲电沉积方法制备Ni-SiC复合镀层,研究SiC纳米颗粒对Ni-SiC复合镀层的表面形貌、组织成分、显微硬度、耐磨性能及耐腐蚀性能的影响。结果表明,含有SiC纳米颗粒的复合镀层比未含SiC的表面结构更紧致,镍晶粒更细小,且镀层中SiC纳米颗粒的质量分数达到最大,为5.79%。Ni-SiC复合镀层表面与内部的显微硬度差异较小,相较于金属基体,复合镀层的显微硬度均有较大的提高。当磨损时间为10 min时,未含SiC纳米颗粒的复合镀层磨损量最多,为3.12 mg。当SiC粒子的质量浓度为3 g/L时,Ni-SiC复合镀层的平均显微硬度达到最大值,为600HV,磨损量达到最小值,为0.493 mg。Ni-SiC复合镀层在质量分数为3.5%的Na Cl溶液中的极化曲线形状相似,都没有钝化区域。当添加SiC粒子的质量浓度为3 g/L时,Ecorr向正移动达到最大值,为-0.441 V,Icorr达到最小值,为1.221×10-5A/cm2,表明Ni-SiC复合镀层的耐腐蚀性最好。     

纳米复合镀层的研究现状

概述了纳米复合镀层的制备工艺条件、纳米复合镀层的沉积机理、纳米颗粒在复合镀层中的作用机制以及纳米复合镀层在耐磨、减摩及耐高温方面的应用。     

镍磷基纳米SiC-PTFE化学复合镀层性能研究

详细介绍了镍磷基纳米SiC-PTFE化学复合镀层微观组织结构、微观硬度、耐磨性、耐腐蚀性试验方法和试验过程,并对镀层微观结构、硬度和耐磨性、微观摩擦磨损机理、耐腐蚀性试验结果进行对比分析和研究。结果表明,镍磷基纳米SiC-PTFE化学复合镀层相对其它镍基镀层具有优异的耐磨、减磨和耐腐蚀性能。     

镍磷基纳米SiC-PTFE化学复合镀层性能研究

详细介绍了镍磷基纳米SiC-PTFE化学复合镀层微观组织结构、微观硬度、耐磨性、耐腐蚀性试验方法和试验过程,并对镀层微观结构、硬度和耐磨性、微观摩擦磨损机理、耐腐蚀性试验结果进行对比分析和研究。结果表明,镍磷基纳米SiC-PTFE化学复合镀层相对其它镍基镀层具有优异的耐磨、减磨和耐腐蚀性能。     

热处理对Fe-W-ZrO_2纳米复合镀层结构和性能的影响

采用复合电沉积方法,在碳钢表面制备质量分数为Fe38.3%、W52.7%、ZrO29%的Fe-W-ZrO2纳米复合镀层,研究热处理对镀层结构和性能的影响。结果表明,镀态下Fe-W-ZrO2纳米复合镀层内部结构致密无裂纹,呈明显非晶态结构特征,具有较高的硬度和耐磨性;复合镀层经500℃热处理后开始晶化,随温度升高,镀层晶化析出α-Fe相,硬度、耐磨性继续提高;700℃时复合镀层晶化完成,M6C型复合碳化物Fe3W3C析出,与α-Fe相两相并存,镀层硬度、耐磨性急剧增大,到800℃时,Fe3W3C硬质相逐渐成为主相,硬度达到最高点1270HV,耐磨性是镀态下的5～7倍;而且纳米微粒ZrO2的引入不会在Fe-W非晶合金镀层中形成新相,在适当的热处理下能有效提高Fe-W-ZrO2纳米颗粒复合镀层的硬度、耐磨性。     

射流电沉积Ni-SiC纳米镀层的腐蚀行为研究

为提高Ni-SiC纳米镀层的耐腐蚀性能,采用射流电沉积方法,在Q235钢基体表面制备Ni-SiC纳米镀层。利用FLUENT软件仿真不同喷嘴直径对喷射镀液的速度和动能参数影响,采用扫描电子显微镜、透射电镜、X射线衍射仪和电化学工作站对不同喷嘴直径下喷射电沉积制备Ni-SiC纳米镀层的表面形貌、显微组织、腐蚀行为进行研究。当喷嘴直径为8 mm时,喷射电沉积过程镀液的射流速度和动能较其他喷嘴直径下的大,最大射流速度和动能分别为113 m/s和543 J。此参数下制备的Ni-SiC纳米镀层具有致密、均匀的表面结构,大量SiC纳米颗粒嵌入Ni-SiC纳米镀层,Ni和SiC的平均粒径分别为342 nm和73 nm。结果表明:喷嘴直径对Ni-SiC纳米镀层的腐蚀性能影响较大;当喷嘴直径为8 mm时,Ni-SiC纳米镀层具有最佳的耐腐蚀性能。适宜的喷嘴直径,可提高镀液喷射速率和动能,从而提高Ni-SiC纳米镀层的耐腐蚀性能,得到的Ni-SiC纳米镀层与其他镀层相比组织结构更致密、均匀。     

纳米ZrO_2微粒对电沉积Ni基复合镀层性能的影响

在磁场-超声复合作用下,用脉冲电沉积方法,在黄铜基体表面制备Ni-ZrO_2复合镀层,研究镀层的显微组织、结合力和耐腐蚀性能。结果表明:加入纳米ZrO_2微粒,提供更多的异质成核点,使复合镀层表面均匀致密、晶粒细化。纳米粒子添加量为10 g/L时,复合镀层晶面择优取向被抑制,晶粒生长趋于各向同性;晶粒尺寸和显微硬度分别为17.98 nm和417HV,较纯镍镀层的晶粒尺寸减小9.42%,显微硬度提高17.13%;复合镀层结合力最大,为1 913.2 MPa;极化曲线和阻抗曲线都表明复合镀层具有最好的耐腐蚀性。     

共沉积晶态Ni-P-W-Nb2O5复合镀层的性能研究

利用晶态镀液在钕铁硼磁性材料基体表面共沉积Ni-P-W-Nb_2O_5复合镀层,对镀层的电化学性能、共沉积镀层与基体的结合性能及镀层的显微硬度进行测试。结果表明:当晶态镀液中Nb_2O_5颗粒的质量浓度为5~15 kg/m3时,共沉积Ni-P-W-Nb_2O_5复合镀层的电化学性能及其与基体间的结合强度随镀液中Nb_2O_5颗粒浓度的增加而增加;当镀液中Nb_2O_5颗粒的质量浓度由15 kg/m3增加到20 kg/m3时,镀层的电化学性能及其与基体间的结合强度有所下降。显微硬度测试结果表明,共沉积Ni-P-W-Nb_2O_5复合镀层的硬度随着镀液中Nb_2O_5颗粒浓度的增加呈单调增加趋势。     

钛基化学复合镀Ni-P-石墨晶化行为与性能研究

利用化学复合镀技术在钛基表面制备了含有石墨微粒的复合镀层。通过 SEM、XRD、EDS、显微硬度仪和磨损测试等方法对镀后组织性能进行分析,讨论石墨微粒的加入对镀层结构、晶化过程及镀层性能的影响,并与 Ni-P 合金镀层进行对比。结果表明:镀态下镀层是胞粒状堆积形式、属非晶结构,石墨嵌入镀层胞状颗粒中,表面呈现鲜花团集状态;石墨微粒的加入使复合镀层晶化温度升高。晶化完成周期缩短;含有层状石墨微粒的复合镀层大大地提高了钛基表面的耐磨性,热处理后镀层中出现大量的 TiC 硬质增强相,提高了镀层硬度。400℃热处理后硬度达到1239HV0.2,是钛基体的5倍,也高于 Ni-P 合金镀层。     

汽车零件冲压模具用导柱表面Ni-SiO2纳米复合镀层的耐磨性能

为提高汽车零件冲压模具用导柱表面的耐磨性能,在导柱基材20Cr钢表面电沉积Ni-SiO_2纳米复合镀层。利用扫描电镜、能谱仪和透射电镜观察分析复合镀层的表面形貌、元素组成和显微组织,并利用显微硬度计和摩擦磨损试验机检测纳米复合镀层的硬度和耐磨性能。结果表明:纳米复合镀层的形貌质量较好,组织致密,平均晶粒尺寸为(50~100)nm;主要含Ni、Si、O等元素,其中SiO_2的质量分数约为7.8%;平均硬度约为660HV,是20Cr钢的1.1倍;耐磨性能优于20Cr钢,平均摩擦因数约为0.4,是20Cr钢平均摩擦因数的3/4。纳米复合镀层能够为20Cr钢提供有效的表面磨损防护,将纳米复合镀层用在汽车零件冲压模具用导柱上可提高导柱表面的耐磨性能。     

纳米CeO_2对Al_2O_3/Cr_2O_3陶瓷涂层组织及性能的影响

采用亚音速氧乙炔火焰喷涂制备涂层。通过在Al2O3/Cr2O3为基的陶瓷粉体中添加不同数量的纳米CeO2,探讨其对涂层组织及性能的影响。结果表明,纳米CeO2的加入使喷涂层的显微组织得到改善,喷涂层的耐磨性、结合强度、显微硬度得到提高。且随着纳米CeO2加入量的增加,涂层的性能呈先上升后下降的趋势。当纳米CeO2加入量为3%时,涂层中孔隙最少,涂层细化且致密,结合强度最高,显微硬度达到最高,耐磨性也最好。     

纳米WC增强Ni基复合涂层析出相及相成分研究

以Ni60B+纳米12%Co-WC陶瓷颗粒复合粉为熔覆材料,采用激光熔覆技术在45钢表面制备出WC增强Ni基复合涂层。涂层在MM-200磨损试验机上进行干滑动磨损试验,借助SEM、EDS、XRD等检测仪器对涂层磨损前后的组织进行分析研究。结果表明:涂层磨损前组织主要为Ni基固溶体、WC颗粒、块状和枝晶组织;经过磨损试验的涂层,在其磨痕中发现了纳米级的析出相;结合MX2600FE场发射扫描电镜所附带的EDS和JEM-2100型透射电镜对析出相的成分进行分析,析出相成分初步确定为WC。     

两步沉积法制备Ni/Al2O3复合镀层及其耐磨性能研究

采用两步电化学沉积技术在铜基体上制备Ni/Al2O3复合镀层。用电泳沉积工艺在铜基体上均匀沉积Al2O3涂层,用电镀技术在Al2O3涂层中嵌入金属镍,得到具有高Al2O3含量的Ni/Al2O3复合镀层。试验结果表明,两步沉积法能够提高复合镀层中的Al2O3微粒含量,镀层显微硬度及耐磨性能均有提高。     

高氯酸铵包覆层对硼粉燃烧性能的影响

为揭示高氯酸铵（AP）包覆层对硼燃烧性能的影响规律,采用溶剂蒸发法制备了AP包覆硼（AP/B）复合粒子。借助扫描电镜评估了AP/B复合粒子的包覆效果,利用CO₂激光点火装置研究了AP/B复合粒子点火燃烧特性,通过量热弹测试了DNTF基AP/B复合粒子炸药的爆热值。结果表明：严格控制溶剂蒸发法工艺参数可使AP均匀地析出在硼的表面上,并实现硼的较好包覆;AP包覆层可以改善硼的燃烧完全性,AP/B复合粒子相比于硼粉以及AP燃烧更为剧烈且光照强度瞬间增至最大值;AP/B复合粒子可明显提高炸药能量释放率,DNTF基AP/B复合粒子炸药爆热值（7 696 kJ/kg）较相同配方未包覆炸药爆热值（7 208 kJ/kg）提高6.5%以上。为揭示高氯酸铵（AP）包覆层对硼燃烧性能的影响规律,采用溶剂蒸发法制备了AP包覆硼（AP/B）复合粒子。借助扫描电镜评估了AP/B复合粒子的包覆效果,利用CO₂激光点火装置研究了AP/B复合粒子点火燃烧特性,通过量热弹测试了DNTF基AP/B复合粒子炸药的爆热值。结果表明：严格控制溶剂蒸发法工艺参数可使AP均匀地析出在硼的表面上,并实现硼的较好包覆;AP包覆层可以改善硼的燃烧完全性,AP/B复合粒子相比于硼粉以及AP燃烧更为剧烈且光照强度瞬间增至最大值;AP/B复合粒子可明显提高炸药能量释放率,DNTF基AP/B复合粒子炸药爆热值（7 696 kJ/kg）较相同配方未包覆炸药爆热值（7 208 kJ/kg）提高6.5%以上。     

Catalysis of Nanometer α-Fe2O3 on the Thermal Decomposition of AP

Nanometer α-Fe2O3 catalysts were prepared by hydrolyzation in high temperature. Three kinds of precipitators, NaOH, (NH4)2CO3 and urea were used to compare the effect in the process of hydrolyzation. Nanometer sizer, transmission electron microscopy (TEM) and X-ray diffraction (XRD) were employed to test the profiles and diameters of the product particles. The test results indicate that the production is nanometer α-Fe2O3 with narrow particle size distribution (PSD) and good dispersibility. The catalysts are mixed with ammonia perchlorate (AP) in 1.0 wt.%. And the composite particles of catalysts with AP are prepared using a new solvent-nonsolvent method. Differential thermal analyzer (DTA) is employed to analysis the thermal decomposition of the composite particles and pure AP sample. The results imply that the thermal decomposition curve peaks of the samples in which nanometer α-Fe2O3 catalysts are added appear comparatively more ahead than that of pure AP sample. Among these mixtures added nanometer material, the smaller the particle diameter of catalyst is, the more ahead the thermal decomposition curve peaks of AP appear. The high and low temperature thermal decomposition curve peaks of AP mixed with the catalyst deposed by urea are more ahead of 77.8℃ and 9.7℃ than that of pure AP, respectively. The mechanism of the catalyst deposed by urea with smaller diameter and the distinct catalysis of the particles on the thermal decomposition of AP are discussed.     

Cu基、Ni基喷焊层材料的浆体冲蚀性能研究

采用氧乙炔焰粉末喷焊法制备Cu基、Ni基覆层材料及其加入WC陶瓷颗粒的复合覆层材料,用光学显微镜分析覆层材料的显微组织,对覆层材料的浆体冲蚀抗力进行对比研究. 结果表明:不同成分的Ni基覆层材料抗浆体冲蚀性能接近;CuAlNi覆层材料在低冲击角作用下抗浆体冲蚀能力较差,而在高冲击角作用下与Ni基覆层材料抗浆体冲蚀能力相当;NiCrSi B加入WC陶瓷颗粒形成的复合覆层材料的抗浆体冲蚀能力比基体材料有了很大的提高.该文还探讨了覆层材料的浆体冲蚀机理.     

氩弧原位自生TiC复合涂层组织与抗磨性能研究

采用氩弧熔覆技术在16Mn钢基体上制备原位形成的TiC颗粒增强金属基复合涂层。利用OM、SEM、XRD,对熔敷层显微组织和物相进行分析。结果表明,熔覆层与基体呈冶金结合,无裂纹、气孔等缺陷;原位形成的细小TiC颗粒弥散分布于熔敷层内;显微硬度和耐磨性测试结果表明,涂层具有比较高的硬度和耐磨性。     

表面活性剂对PS包覆微米Al粉性能的影响

采用不同表面活性剂对微米Al粉进行表面预处理,运用分散聚合方法使苯乙烯(St)在Al粉表面聚合,获得了铝粉-聚苯乙烯(Al-PS)复合粒子;研究了表面活性剂类型对Al粉及Al-PS复合粒子亲水亲油性能、分散性能的影响;通过UV-VIS、FTIR光谱分别对PS对Al粉包覆量及Al-PS复合粒子结构进行了测试和表征.结果表明:采用十二烷基磺酸钠(SDS)对Al粉预处理后,Al粉的性能最佳;聚合过程中采用十二烷基苯磺酸钠(DBSB),复合粒子的性能最好.     

钨极氩弧重熔对电弧喷涂复合涂层组织的影响

采用改进的电弧喷涂工艺在钢基底上制备WC颗粒增强钢基复合涂层,并对其进行钨极氩弧重熔以获得与基材呈冶金结合的耐磨复合涂层。利用光学显微镜、SEM、XRD、显微硬度计对涂层成分、组织、相结构及显微硬度进行测试。结果表明:电弧喷涂WC-钢基复合涂层经钨极氩弧重熔后,涂层的致密度提高,组织细小均匀,熔覆层与基材形成良好的冶金结合,熔覆层由F、P和其上分布的均匀、细小WC颗粒组成,无二次析出相,涂层的组织较之重熔前显著改善。     

Ni-P-PTFE复合镀层摩擦与磨损性能研究

测定了Ｎｉ－Ｐ－ＰＴＦＥ复合镀层的摩擦及磨损性能，结合磨面形貌观测及磨损产物成分分析对其磨损机理作了讨论。试验结果表明，复合镀层中的ＰＴＦＥ在磨损过程中向对磨副表面转移，从而使镀层具有优良的减摩及耐磨性能；热处理及载荷对镀层的摩擦磨损特性有一定影响。