氧化石墨烯对纳米金属陶瓷复合镀层组织性能影响

目的 提高纳米金属陶瓷复合镀层硬度、耐磨性,以及耐蚀性。方法 在镀液中添加了氧化石墨烯(GO),在合金的基体上制备了Ni-TiN-GO的复合镀层,并对镀层组织结构、成分、显微硬度、耐磨性和耐蚀性进行表征及分析,探究GO的添加量对其组织性能的影响,确定最适宜的GO添加量。结果 最适宜GO含量为0.3 g/L,所得镀层表面平整致密,与基体结合良好,厚度为8.64 μm。晶面表现为双择优取向,晶粒尺寸最小,显微硬度最大,分别为22.8 nm和1 529.1HV。摩擦磨损测试表明摩擦因数为0.8,主要以磨粒磨损为主,具有良好耐磨性能。Ni-TiN-0.3g/LGO复合镀层自腐蚀电流密度较基体和Ni-TiN镀层下降1个数量级,在经过96 h的盐雾试验后,镀层未见开裂,只附着少量腐蚀产物,表现出良好的耐蚀性。结论 当GO的添加量为0.3 g/L时镀层表面最为致密,缺陷减少,并且通过其较大的比表面积可阻碍腐蚀离子通过,进而提高镀层耐蚀性。GO通过在镀液中与Ni²⁺结合形成复合物共沉积到孔隙缺陷处,同时GO弥散分布于镀层,提供了大量的形核位点,镀层晶粒尺寸下降,因此镀层硬度提高,并且由于GO具有一定自润滑能力,镀层的耐磨性提高。     

多步电沉积纳米金属陶瓷复合层工艺及性能

为提高纳米金属陶瓷复合沉积层性能，采用多步电沉积工艺在合金钢表面制备Ni-TiN-GO(氧化石墨烯)复合沉积层，分析其组织结构、成分、显微硬度、耐磨性和耐蚀性，确定最适宜的多步电沉积工艺，在此基础上对沉积层进行后处理，探究后处理对沉积层耐蚀性的影响。结果表明：三步电沉积工艺获得的沉积层组织性能最好，沉积层与基体结合紧密，厚度为24.6μm，表面均匀致密，晶粒尺寸约为20 nm，晶粒表现为(111)和(200)晶面双择优取向；沉积层显微硬度(HV)为22 044.51 MPa，摩擦系数为0.8，磨损机制以微弱磨粒磨损为主；Tafel极化曲线测试表明，三步电沉积层自腐蚀电位为-0.677 V，自腐蚀电流密度为1.71×10^-5 A·cm^-2,96 h盐雾试验后，沉积层表面无明显变化；后处理后，三步电沉积层自腐蚀电位正移60 mV，自腐蚀电流密度下降1个数量级。