含纳米碳管镀层的制备及性能与应用

纳米碳管具有优异的力学、物理性能,被认为是一种理想的复合材料增强体.在介绍纳米碳管结构、性能和应用的基础上,主要总结与回顾了含纳米碳管镀层的制备方法(包括化学镀、电镀法)及复合镀层在高硬度、低摩擦因数和低磨损率、高耐磨性、高耐腐蚀性等性能方面的研究现状,并探讨了复合镀层的发展与应用前景.针对纳米碳管长径比大、反应活性低、表面曲率大导致易团聚、不易分散这一缺点,还介绍了常用的镀前表面改性等处理方法.     

金刚石工具用电沉积纳米镍层的制备及性能

为了提高电镀金刚石工具的质量,采用脉冲电沉积纳米镍作为其胎体材料.在对其显微结构、晶粒尺寸、显微硬度及抗拉强度的测试基础上,确定了制备工具合适的电镀工艺参数.结果表明,在恒定脉冲模式下(脉冲导通时间2 ms,脉冲断开时间45 ms),镀层晶粒尺寸随电流密度的上升而明显下降,硬度与强度则显著上升,当电流密度超过8 A/dm2时,抗拉强度开始急剧下降而硬度保持6 kN/mm2 的高位基本不变,当超过12 A/dm2 时,硬度也开始下降.同时得到最大硬度与强度时材料的晶粒尺寸大约为20 nm,由其制出的工具切割使用寿命比普通Ni-Co胎体材料工具高20.2%.     

金刚石工具中金刚石与胎体结合力的提高方法

由于金刚石具有高硬度、高强度、高耐磨性等一系列优异的物理化学特性,被广泛地用来制备金刚石工具.但金刚石工具中存在的把持力不足、颗粒脱落、氧化、石墨化等问题,严重影响了工具的使用寿命和效率.文章介绍了提高金刚石工具中金刚石与胎体结合力的两大类方法:用表面金属化、表面粗化方法提高金刚石与胎体机械镶嵌力;用气相沉积法、化学镀而后热处理法、盐浴法使金刚石与金属形成化学键结合.通过实施以上方法可以有效地解决金刚石工具中颗粒的结合力问题.     

制备电镀金刚石工具时外加交变磁场的作用

引入外加交变磁场以期提高电镀金刚石工具的性能。SEM观察结果表明:与无磁场影响的镀层相比,外加电压为200V时,胎体晶粒尺寸得到细化,镀层的显微硬度提高1 060MPa。磨削实验表明:外加电压为200V时,所制得的金刚石工具与传统无磁场影响下所制得的金刚石工具相比,使用寿命为其1.5倍,工作效率提高了20.21%。     

电镀金刚石工具的改进研究

电镀金刚石工具中存在的把持力不足、颗粒脱落等问题,严重影响了工具的使用寿命和效率.文章综述了国内外近年来发展起来的改进电镀金刚石工具性能的方法,归纳成以下三大类:1、改进镀层胎体材料性能,提高镀层对金刚石的支撑和结合作用;2、通过提高金刚石与胎体的接触面积,消除金刚石与镀层之间的空隙;3、对金刚石颗粒表面处理,使金刚石与镀层间形成化学键结合.文中对各种方法进行了详细的描述,对一些有潜能的方法进行了推荐,以期读者对电镀金刚石工具的改进方法有一个全面系统的认识.     

金刚石的嵌入对其复合镀层的影响分析

金属-金刚石共沉积复合镀层,在不同应用领域(如提高耐磨性、自润滑性、切削性及弥散强化效果等)已得到广泛关注.详述了金刚石的嵌入对复合镀层的影响及其原因.试验发现,金刚石的嵌入恶化了复合镀层胎体的微观结构,使得胎体晶粒粗化、镀层和颗粒结合部出现间隙、镀层表面起伏不平并出现节瘤、沟谷及金刚石颗粒表面的过度包镶等现象.分析发现,以上现象是金刚石晶体内部金属包裹体的磁性,对运动的阳离子产生洛仑兹力作用,从而影响电沉积过程的结果.     

电沉积纳米镍-钴合金制备金刚石工具

介绍了采用纳米镍-钴镀层作为新型胎体材料,制备电镀金刚石工具的方法及其特点.纳米镀层是在瓦特型槽液中通过方波电流而得到的,脉冲参数为电流导通时间1 ms,电流关断时间15 ms,峰值电流密度100 A/dm2.镀层中钴的质量分数量为8.5%,表面较光整,晶粒尺寸在15 nm左右,显微硬度达到6 000 MPa,与纯镍纳米镀层的相近,但抗拉强度明显高于纯镍纳米镀层的.由其制得的工具平均寿命比纯镍纳米胎体材料工具高15.5%.     

电沉积纳米晶镍制备金刚石工具

介绍了纳米晶镍作为新型胎体材料制备电镀金刚石工具的方法及其特点.纳米晶镍是在瓦特型槽液中通过调整方波电流而得到的,脉冲参数为:电流导通时间3 ms,关断时间45 ms,峰值电流密度100 A·dm-2.其显微硬度达到595 MPa,没有气孔之类缺陷,表面较平整,晶粒尺寸在50 nm左右.工具平均寿命要比常用的Ni-Co胎体材料工具高15.8%.新工艺还有其它诸多优点,如生产周期短、所用试剂的成本低、电解液成分简单等.电镀纳米晶体材料作为金刚石工具的胎体材料是较为理想的.     

汽车关键零部件表面镀层性能的研究

汽车关键零部件在工作中极易发生磨损、腐蚀等现象,导致其过早失效。为了改善机械装备关键零部件镀层的表面性能,试验在电镀的过程中引入垂直离子沉积方向上的外加恒定磁场,采用光学显微镜观察分析了镍钴合金镀层的表面形貌,并用显微硬度计对镀层的性能进行了测试。结果发现:磁场的引入改变了离子的沉积状态,使镍钴合金镀层表面更加平整致密,与无磁场影响制得的镀层相比,硬度值提高了43HV。实验为提高汽车关键零部件镀层表面性能提供了一种简单、实用的方法。     

镀液成分对纳米镍-钴合金镀层显微硬度的影响

研究了镀液成分(糖精和钴)对脉冲电沉积纳米镍-钴合金镀层显微结构和显微硬度的影响.结果发现:镀液中糖精和钴的加入都可以细化晶粒,提高硬度;同时其质量浓度的进一步增加又都可以使镀层硬度下降.通过镀液中钴的加入,有机晶粒细化剂(糖精)的用量可以明显减小,这将有助于镀层性能的提高.由于糖精的过量使用会使镀层中硫和碳的杂质量增加,而这些杂质往往存在于晶界上,使镀层韧性下降.