添加稀土元素对精密电铸层组织与性能的影响

将稀土LaCl3作为添加剂，进行精密电铸试验，研究了稀土阳离子对铸液特性、铸层微观结构及其性能的影响，分析了稀土阳离子在阴极沉积表面的作用机理。结果表明：稀土阳离子在沉积表面能产生特性吸附，具有增强阴极极化、提高沉积过电位和细化铸层晶粒的作用；沉积过程中晶粒在（111）晶面方向上存在明显的择尤生长取向；铸层的显微硬度得到显著提高。     

基于纳米氧化镧的精密电铸工艺试验研究

采用纳米稀土La2O3为添加剂，研究其对电铸镍溶液特性、铸层微观结构及其性能的影响。通过对沉积过程中阴极极化曲线的测定，探讨了纳米La2O3在电极表面的作用机理，并采用SEM、XRD等现代分析手段对电铸层微观结构进行了测试和分析。试验结果表明：纳米La2O3能够在阴极表面发生特性吸附，增大阴极极化，细化精密电铸层晶粒，提高铸层的均匀性；晶粒生长在（220）晶面方向上存在明显的择优取向；获得的电铸层显微硬度比普通电铸层有显著提高。     

磨擦辅助对电铸镍组织结构的影响

在电铸镍的过程中,由于电沉积机理的复杂性,电铸层的组织结构受多重工艺参数的影响,且还需解决镍电铸层存在针孔和结瘤等缺陷的问题。采用磨擦辅助电铸技术进行电铸镍,可以有效抑制电铸层缺陷的产生,在设计的试验装置上,制备了不同微观组织结构的镍电铸层。研究了磨擦强弱对镍电铸层的表面形貌、织构等微观结构的影响。结果表明:在磨擦辅助电铸镍过程中,随着阴极表面线速度的提高,游离微珠对电铸层的整平作用和晶粒细化作用相应增强。旋转阴极在不同的线速度条件下,可以制备出大范围不同微观结构的镍电铸层,其晶粒尺寸在(100~600)nm之间。随着阴极速度的提高,镍电铸层各晶面的相对生长速率差别变小。     

镍锰合金的纳米晶电铸

电铸镍锰合金因其特殊的性能而具有重要的应用前景。分析了电沉积纳米晶材料的原理 ,在此基础上采用高速冲液、直流和高频脉冲电流以及电解液中加入添加剂等方法进行了镍锰合金的电铸试验 ,并对电铸层的锰含量、表面形貌和晶粒尺寸进行了测试。试验结果实现了镍锰合金的纳米晶电铸。讨论了锰含量、电流密度和添加剂等因素对电铸层晶粒尺寸和表面形貌的影响。     

Ni-ZrO_2纳米复合电铸层耐磨性研究

利用SEM分析了纯镍铸层,以及用直流和脉冲工艺所制备N i-ZrO2纳米复合电铸层的表面形貌,研究了直流条件下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,并对纳米复合电铸层磨损表面的形貌和磨损机理进行了探讨。结果表明:纳米复合电铸层的表面形貌不同于纯镍铸层;由于纳米颗粒的强化作用,使纳米复合电铸层表现出优良的耐磨性,并且磨损机理发生了变化;纳米复合电铸层的耐磨性取决于其中纳米颗粒的复合量。     

柔性受压电铸新技术研究

提出了一种新的柔性受压电铸技术,从理论上深入探讨了柔性受压的作用机理,并通过钨丝增强镍的电铸试验进行了验证。理论分析和试验结果表明：柔性压紧轮对复合电铸层的摩擦与挤压作用可以有效去除复合电铸层表面的吸附气泡,获得表面无缺陷的复合电铸层;柔性压紧轮能够不断补充电沉积区域的电铸液,防止复合电铸层内部出现空洞,并能提高极限电流密度,显著细化晶粒;柔性受压条件下获得的复合电铸层具有更高的强度,当钨丝体积分数为50%时,制得的钨丝-镍复合电铸层强度达到1597MPa,提升了21%。     

镍-氧化镧纳米颗粒复合电铸的研究

采用复合电铸工艺制取了含La2 O3 纳米颗粒的镍基复合电铸层 ,研究了La2 O3 纳米颗粒共沉积量对复合电铸层微观组织及显微硬度的影响。结果表明 ,随着La2 O3 纳米颗粒共沉积量的增大 ,复合电铸层表面更加平整、组织也更加细致均匀 ,基质金属镍的晶粒得到进一步细化 ,因而复合电铸层的显微硬度也随之升高。     

添加纳米氧化镧的脉冲电铸试验研究

采用超窄脉宽脉冲电流、扫描电子显微镜和X射线衍射仪等现代分析手段和工具,以纳米稀土La2O3为电铸液添加剂,研究了脉冲电参数对电铸层微观结构及力学性能的影响。试验结果表明：由于纳米稀土La2O3的独特吸附作用,脉冲条件下获得的电铸层晶粒细小,组织均匀,其力学性能明显优于普通直流电铸层的力学性能;在ton为100μs、toff为500μs、电流密度为3A／dm^2时,铸层显微硬度和耐磨性比普通电铸层有显著提高。     

脉冲电流对稀土电铸铜性能的影响

电铸是一种电沉积金属的工艺,有极高的复制精度和可重复性,适用于制造外观形状精密复杂的金属零件。本文分析了采用脉冲电源、稀土硫酸铜电铸液制备一定厚度的电铸铜时,脉冲电流密度和稀土添加剂对电铸层性能的影响规律,以及对铜金属基体晶粒显著细化作用,并分析了其影响机制。     

氧化石墨烯质量浓度对超临界镍基石墨烯复合电铸层性能的影响

分别在超临界条件和普通条件下制备了镍基石墨烯复合电铸层,研究了两种制备条件和氧化石墨烯(GO)质量浓度对复合电铸层显微组织、表面形貌、硬度和耐磨性能的影响。结果表明:与普通条件下的相比,超临界条件下复合电铸层的显微组织致密,表面粗糙度低,镍(111)和(220)晶面择优度降低而(220)晶面择优度增大,硬度和耐磨性提高;在超临界条件下,随着GO质量浓度的增加,复合电铸层的显微硬度、耐磨性及石墨烯纳米薄片嵌入量均呈现出先升后降的变化趋势,当GO质量浓度为0.20g·L~(-1)时,复合电铸层中的石墨烯含量最多,显微硬度最大,为768HV,耐磨性最好。     

纳米和微米La2O3颗粒增强镍基复合镀层的摩擦磨损性能

用复合电沉积工艺制备了纳米和微米La2O3颗粒增强镍基复合镀层，在销盘式滑动磨损试验机上考察了复合镀层在干摩擦条件下的摩擦磨损性能，用扫描电子显微镜分析了其磨损机理。结果表明：在干摩擦条件下，纳米La2O3颗粒增强复合镀层的摩擦磨损性能明显优于微米La2O3颗粒增强复合镀层；纳米La2O3增强镍基复合镀层的磨损主要表现为轻微磨粒磨损特征，而微米La2O3增强镍基复合镀层的磨损机制为剥层磨损和磨粒磨损。     

电泳-电沉积制备纳米Al_2O_3增强镍基复合镀层中纳米颗粒的分布状态

采用电泳-电沉积技术制备了纳米Al2O3增强镍基复合镀层,并采用扫描电镜及其附带能谱仪分析了镀层中纳米颗粒的分布状态,运用正交试验法研究了电泳液中纳米颗粒含量、电泳沉积电压、电泳沉积时间以及电沉积阴极电流密度等工艺参数对复合镀层中纳米颗粒分布均匀性的影响.结果表明:电泳液中纳米颗粒含量及电沉积阴极电流密度是影响镀层中纳米颗粒分布均匀性的主要因素,而电泳沉积电压和电泳沉积时间的影响相对较小;在电泳液中A12O3纳米颗粒含量为8 g·L-1、电沉积阴极电流密度为0.5 A·dm-2时,可制得纳米颗粒均匀分布的纳米复合镀层.     

Enhancement of wear resistance of ductile cast iron by Ni–SiC composite coating

Wear resistance of unalloyed ductile iron (Dl) can be enhanced either by heat treatment or by deposition of hard coating. The electrodeposition of Ni–SiC composite on unalloyed Dl (GGG 40) has been applied. The effect of operating conditions including current density and SiC content in the plating solution on the SiC incorporation in the deposited layer were studied. It was found that the volume percent of SiC particles in the composite layer increases with increasing current density and SiC content in the bath. The maximum SiC incorporation could be attained at optimum conditions; 60 g/1 of SiC particles in suspension, 5 A/dm², pH 5 and 50 °C. Also the results reveal that the particle inclusion in the coating layer depends mainly on the treatment process (activation with PdCI₂). The mechanical properties of the composite such as hardness and wear resistance were examined comparing with the uncoated substrate. The reinforced particles incorporated with Ni-matrix improve the hardness and wear resistance of coated Dl comparing with uncoated substrate.     

电沉积纳米晶材料摩擦学尺寸效应研究

采用脉冲电沉积法制备了不同晶粒尺寸的纳米晶镍材料,实现了纳米晶粒的有效可控。考察了晶粒尺寸对纳米晶镍材料摩擦磨损性能的影响。结果表明:粗晶镍呈现严重的粘着磨损,随着晶粒的细化,硬度和强度的增加显著提高了镀层的抗塑性变形和抗粘着磨损的能力。电沉积镍具有明显的摩擦学尺寸效应,随着晶粒尺寸的减小,镍的磨损机制由粘着磨损逐渐转变为微磨粒磨损和氧化磨损,其摩擦因数逐渐降低,耐磨性显著增强。     

Electron microscopy of Ag–(Ni–O) core–shell nanowires

This report provides information about an electrodeposition‐based two‐step synthesis methodology for producing core–shell Ag–(Ni–O) nanowires and their detailed structural and compositional characterization using electron microscopy technique. Nanowires were produced by employing anodic alumina templates with a pore diameter of 200 nm. In the first step of the synthesis process, nanocrystalline Ni–O was electrodeposited in a controlled manner such that it heterogeneously nucleated and grew only on the template pore walls without filling the pores from bottom upwards. This alumina template with pore walls coated with Ni–O was then utilized as a template during the electrodeposition of Ag in the second step. Electrodeposited Ag filled the template pores to finally produce Ag–(Ni–O) core–shell nanowires with an overall diameter of 200 nm.     

Wear characterization of electrodeposited Ni–WC composite coatings

The present contribution reports the tribological properties of Ni–WC composite coatings, electrodeposited on steel substrate. Commercial WC particles with an average size of 5 μm were codeposited with Ni on a mild steel substrate using a Watts bath at 50°C. The effect of plating variables on deposition behavior was studied. The amount of WC in the deposited layer decreased and plating efficiency increased with an increase in current density from 0.1 to 0.3 A/cm². The tribological properties of the coatings were studied using a small amplitude reciprocating friction wear tester. The addition of WC in Ni increases the microhardness of the electrodeposited coatings. An important result is that the presence of embedded WC particles in the electrodeposited coatings results in a much lower coefficient of friction (COF) of 0.34, when compared with pure Ni (COF 0.62) and mild steel (COF 0.54).     

射流速度对点阳极电沉积二维镍枝晶分形生长影响的数值模拟

基于有限扩散凝聚模型(DLA)建立了圆形电解池点阳极喷射电沉积枝晶分形生长的模型,模拟射流速度对点阳极电沉积二维镍枝晶分形生长的影响;采用圆形电解池点阳极射流电沉积方法制备了不同射流速度下的金属镍枝晶簇,并与模拟结果进行了对比。结果表明:模拟结果与试验结果具有一定的相似性;随着射流速度的增加,沉积产物金属镍枝晶的形貌均逐渐致密,因此利用此模型模拟射流速度对点阳极电沉积枝晶分形生长的影响是可行的;气泡对镍枝晶的生长行为具有显著影响。     

电解质浓度对电沉积中枝晶分形生长的影响

将分形几何与电化学原理相结合,以Microsoft Visual C++6.0为平台,编程模拟了电解质浓度对点电极电沉积和喷射电沉积中枝晶分形生长的影响。采用圆形电解池点电极电沉积的方法,制备了不同浓度下的金属镍枝晶;以平行板金属镍为阳极,石墨板为阴极,用自行设计的试验设备研究了不同浓度时金属镍枝晶二维电沉积生长的行为特性,并分别与模拟结果进行比较。结果表明,电解质浓度变化对电沉积的影响与采用模型模拟所得的结果具有相似性,模拟的结果对电沉积枝晶的试验研究具有很好的指导意义,气泡对沉积产物的形貌影响显著。     

镀液中La_2O_3含量对Ni-W-La_2O_3复合镀层组织和性能的影响

本文对在镀液中添加不同含量La2O3微粒对Ni-W-La2O3复合镀层组织和性能的影响进行研究。结果表明,镀液中La2O3微粒含量为4 g/L时,Ni-W-La2O3复合镀层组织均匀致密、表面平整,硬度高,耐高温和耐腐蚀性能好。