双相纳米粒子体系对化学镀Ni-P-ZrO2复合镀层性能的影响

研究了不同特性纳米粒子的加入对化学镀Ni-P-ZrO2复合镀层性能的影响.首先采用正交实验并以镀层孔隙率与硬度值为评价指标确定了基础镀液中不同纳米粒子与ZrO2复配添加量,以及镀液主要成分与工艺参数(表面活性剂、缓冲剂、pH)的最优量.通过维氏硬度计、电化学工作站、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及X射线衍射仪(XRD)等对各双相纳米粒子体系制备的复合镀层性能进行表征分析.结果 表明:添加不同性能纳米粒子对化学镀Ni-P-ZrO2复合镀层性能的影响不同,复配纳米粒子体系制备的复合镀层性能比单一Ni-P-ZrO2化学复合镀层的性能更加优异,晶粒更加细化.其中,化学镀Ni-P-ZrO2-SnO2复合镀层的自腐蚀电位最大,自腐蚀电流最低,维氏硬度最高达440.1 HV0.1,镀层表面光滑平整致密.     

Ni—P—纳米TiO2化学复合镀层

研究了化学复合镀Ni-P-纳米TiO2粒子涂层的工艺过程和涂层性能。结果显示超声分散再加上表面活性剂可以使TiO2粒子得到充分分散。所获得的Ni-P－纳米TiO2粒子复合涂层和Ni-P合金涂层相比具有更高的硬度和高温抗氧化性能。镀层热处理后,Ni-P纳米TiO2粒子复合涂层的硬化峰值出现在500℃左右。化学镀Ni-P合金涂层的硬化峰值在400℃左右。     

添加纳米TiO2对机械镀锌层组织和性能的影响

采用在机械镀锌过程添加纳米TiO2颗粒制备了机械镀锌层,采用SEM、XRD分析了镀层的组织结构,测试了镀层的致密度,采用中性盐雾试验测试了镀层的耐腐蚀性能。结果表明,添加TiO2纳米颗粒不影响镀层的基本结构,镀层中没有发现含Ti新相产生;SEM分析发现,纳米TiO2颗粒在镀层中呈白色点状分布于锌粉颗粒表面,但镀层中没有发现TiO2明显的XRD特征峰。添加3%和5%纳米TiO2后,镀层的致密度由70.86%分别增至84.26%、88.63%,并延长了镀层耐盐腐蚀出现红锈的时间。     

化学沉积Ni-Zn-P-TiO_2纳米复合镀层及其性能研究

采用化学沉积方法获得了Ni-Zn-P-TiO2纳米复合镀层,并采用SEM、EDS和XRD对复合镀层进行了表征。研究了Ni-Zn-P镀液中纳米TiO2粒子加入量对沉积行为的影响和沉积层在流动的0.05M盐酸介质中的腐蚀行为。结果表明,纳米TiO2粒子的加入会影响复合镀层的沉积速度和镀层中纳米TiO2粒子的包覆量;随着盐酸介质冲击镀层的角度的减小及其流速的增加,镀层的质量损失增大;在流动的腐蚀性介质中,化学沉积的Ni-Zn-P-TiO2纳米复合镀层的耐腐蚀性能优于化学沉积的Ni-Zn-P镀层。     

Ni-P-纳米TiO_2化学复合镀层

研究了化学复合镀Ni–P–纳米TiO2粒子涂层的工艺过程和涂层性能。结果显示超声分散再加上表面活性剂可以使TiO2粒子得到充分分散。所获得的Ni–P–纳米TiO2粒子复合涂层和Ni–P合金涂层相比具有更高的硬度和高温抗氧化性能。镀层热处理后,Ni–P–纳米TiO2粒子复合涂层的硬化峰值出现在500 左右。化学镀Ni–P合金涂层的硬化峰值在400 左右。     

纳米TiO2-Ni-P复合镀层的制备工艺及性能研究

纳米颗粒加入镀液可提高镀层的硬度,并可能影响镀层的耐蚀性能。用化学沉积法制备了纳米TiO2-Ni-P复合镀层。研究了pH值、温度对沉积速度的影响,及表面活性剂种类对镀层硬度的影响,并得出优化配方。镀态和不同温度热处理后的复合镀层的硬度都明显地高于Ni-P合金镀层。用化学法测得了镀层中的TiO2颗粒的含量为2.14%。镀层在400℃下热处理1h后,XRD分析发现镀层结构由非晶态转变为晶态,并出现了强化相Ni3P,其镀层硬度高达HV1100。在3.5%NaCl溶液中测定了合金镀层与纳米复合镀层的自腐蚀电位,发现二者的值相近,且都高于铁基体。     

纳米SiO2对Ni-W-P镀层耐高温高压腐蚀性能的影响

目的提高金属材料在高温、高压、高氯离子腐蚀环境下的耐蚀性。方法采用化学镀法在L245表面制备Ni-W-P镀层和Ni-W-P-nSiO_2复合镀层,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度仪及贴滤纸法对镀层结构、形貌、硬度及孔隙率进行表征。采用高温高压腐釜模拟现场工况进行72 h均匀腐蚀试验,设置温度为150℃、压力为35 MPa,利用失重法计算腐蚀速率。结果 Ni-W-P镀层和Ni-W-P-nSiO_2复合镀层均为非晶态结构,扫描电镜形貌观察表明三种镀层表面均为胞状组织,吸附在基体表面的纳米二氧化硅作为形核核心,使Ni-W-P-nSiO_2复合镀层的组织更细小。添加纳米二氧化硅的复合镀层的孔隙率从添加前的1.24减小到0.83。磁力搅拌和超声辅助Ni-W-P-nSiO_2复合镀层的硬度分别为491.6HV和421.7HV,较Ni-W-P镀层的384.5HV分别增加了107.1和37.2HV;磁力搅拌及超声辅助Ni-W-P-nSiO_2复合镀层的腐蚀速率分别为0.0552 mm/a和0.0371 mm/a,是Ni-W-P镀层腐蚀速率(0.1075 mm/a)的1/2和1/3。腐蚀后表面成分分析表明,超声辅助Ni-W-P-nSiO_2复合镀层的表面腐蚀产物为Ni_3S_2,能有效保护基体。结论超声辅助Ni-W-P-nSiO_2复合镀层的耐蚀性相比Ni-W-P镀层显著提高。     

纳米Cr2O3复合电刷镀镀层性能研究

在快速镍镀液的基础上,通过添加纳米Cr2O3粉末得到了纳米复合镀液,制备了纳米Cr2O3颗粒的镍基复合镀层,通过显微硬度、孔隙率、耐腐蚀与极化曲线、SEM等测试手段,比较了纳米复合镀层与纯镍镀层的性能,结果表明：纳米Cr2O3复合刷镀镍层的截面硬度比纯镍镀层的截面硬度提高8.3%,两种镀层与基体结合良好;纳米Cr2O3复合镀层的表面形貌比纯镍镀层更加细化且耐腐蚀性有所提高。     

Ni-P-纳米TiO2复合镀层的耐蚀性研究

采用全浸泡腐蚀试验，系统研究了Ni—P-纳米TiO2复合镀层在HCl、H2SO4、HNO3、NaOH和NaCl溶液中的耐腐蚀性能。结果表明，Ni—P-纳米TiO2复合镀层比Ni—P化学镀层具有更优异的耐酸、耐碱、耐盐腐蚀的性能；复合镀层在盐和碱性腐蚀液中的耐蚀性优于酸性腐蚀液；Ni—P一纳米TiO2复合镀层在不同腐蚀液中的腐蚀形态明显不同，复合镀层在NaOH、NaCl和HCl溶液中的腐蚀形态为均匀腐蚀型，而在H2SO4和HNO3强氧化性介质中的腐蚀形态则为点蚀穿透型；保持镀层在腐蚀液中的完整性对提高镀层的耐腐蚀性能至关重要。     

纳米TiN粒子在Ni-TiN复合镀层中的作用研究

通过对超声-电沉积Ni-TiN复合镀层的研究,探讨了纳米TiN粒子对Ni-TiN复合镀层的表面形貌、成分、硬度、耐磨性能以及耐腐蚀性能的影响.结果表明,含有纳米TiN粒子的Ni-TiN复合镀层,不仅具有细密的显微结构,而且表现出优良的性能,如较高的硬度以及良好的耐磨性能和耐腐蚀性能.Ni-TiN复合镀层的磨损量大约为纯镍镀层的1/5,其平均腐蚀速率为纯镍镀层的1/3左右,20钢的1/5.     

纳米二氧化钛硅烷接枝密度对水性环氧涂层耐蚀性能的影响

目的研究水性环氧/硅烷化纳米TiO2复合防护涂层在3.5%NaCl溶液中的失效规律和防腐性能。方法采用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)化学接枝改性纳米TiO2颗粒,将硅烷改性纳米TiO2均匀分散在水性环氧涂料中,并把混合涂料涂覆在Q235钢试样上。采用傅里叶红外光谱仪(FTIR)和热重分析仪(TGA)测试纳米TiO2表面化学接枝改性情况,采用电化学工作站测试复合涂层的电化学性能,采用激光共聚焦显微镜观察复合膜层的表面形貌。结果使用质量分数10%APTES改性纳米TiO2,单齿螺旋结构占有的比例更高;使用质量分数20%APTES改性纳米TiO2,具有最高的接枝密度,为11.78 APTES/nm^2。电化学测试结果显示,环氧/TiO2复合涂层比纯环氧涂层具有更好的耐蚀性能,其中加入质量分数20%APTES改性纳米TiO2的环氧/TiO2复合涂层对基体的保护性能最好,其涂层电阻是纯环氧涂层的12倍,电荷转移电阻是纯环氧涂层的18倍。在相同的腐蚀条件下,单齿螺旋结构更容易被破坏。加入硅烷纳米TiO2颗粒后,可以显著减少涂层表面尖峰状突起和孔洞。结论纳米TiO2的APTES接枝分子密度,是水性环氧/硅烷化纳米TiO2复合防护涂层耐腐蚀性能提高的直接原因。     

纯钛表面微弧氧化TiO2-B4C复合陶瓷膜耐磨耐蚀性研究

采用微弧氧化工艺,并掺杂B4C颗粒来制备耐磨耐蚀性优异的复合陶瓷膜,系统研究掺杂B4C含量对陶瓷膜微观形貌、物相组成、与基体结合力、显微硬度、粗糙度、耐磨性与耐蚀性的影响。结果表明:相比TiO2陶瓷膜,掺杂B4C颗粒的复合陶瓷膜更均匀致密,且由金红石型TiO2、锐钛矿型TiO2和B4C组成。随B4C浓度增大,陶瓷膜的膜层结合力、耐磨性与耐蚀性均先增强后减弱。由于具有最致密的表面形貌,TiO2-0.9B4C复合陶瓷膜的膜层结合力最大,为22.6 N。TiO2-0.9B4C复合陶瓷膜的破损时间最长,磨痕宽度最小,分别为19.24 min和384.53μm,耐磨性最好,其磨损机理为磨粒磨损与疲劳磨损。其自腐蚀电位与极化电阻最大,腐蚀电流密度最小,分别为-213.38 mV、5.47×10^4Ω·cm^2和2.37×10^-6A·.cm^2,耐蚀性最好。由Bode相图可知,陶瓷膜均由致密内层和疏松表层组成。     

Al2O3对等离子喷涂Cr2O3/TiO2/Al2O3/SiO2复合陶瓷涂层性能影响研究

目的研究Al_2O_3添加量对Cr_2O_3/TiO_2/Al_2O_3/SiO_2四元复合陶瓷涂层性能的影响。方法采用等离子喷涂技术在油气管道X80管线钢基体表面制备出具有不同Al_2O_3含量的四元复合陶瓷涂层。另外,为探究基体温度对涂层性能的影响,所有涂层均在等离子喷枪预热及室温的两种基体上制备。所制涂层的气孔率、硬度、结合力及电化学腐蚀性能分别采用煮沸称重法、维氏硬度计、划痕仪、电化学工作站进行检测,并用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)分析不同Al_2O_3含量涂层的物相组成和形貌特征,研究Al_2O_3含量对涂层各性能的影响。结果随着Al_2O_3含量的增加,Cr_2O_3/TiO_2/Al_2O_3/SiO_2四元复合陶瓷涂层的气孔率呈现先降低后增加的趋势,相对应的四元复合陶瓷涂层的结合力、维氏硬度则先增加后降低。当Al_2O_3质量分数为60%时,四元复合陶瓷涂层的性能最优,气孔率为3.6%,硬度为824.6HV,结合力为53.8N。电化学腐蚀测试表明,Al_2O_3能增强涂层的耐腐蚀性能,Al_2O_3质量分数为60%时,涂层自腐蚀电位最高,为-0.28 V。另外,在基体预热和不预热条件下,所制涂层性能随Al_2O_3含量的变化一致,但是基体预热比不预热更有利于涂层性能的提高。结论 Al_2O_3的添加不仅能够有效降低涂层Cr含量,还能显著提升四元复合陶瓷涂层的各项性能,特别是耐腐蚀性。此外,等离子喷涂前对基体进行预热,有利于涂层性能提高。     

SiC对Ni-W合金耐蚀耐磨性能的强化作用

为提高严苛海洋环境下金属机件的服役性能,本文通过电沉积方法制备了Ni-W和Ni-W/SiC复合镀层。利用扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）和X射线衍射（XRD）等技术研究了SiC对Ni-W合金微观结构和性能的影响,采用电化学方法研究了复合镀层在3.5% NaCl溶液中的耐蚀性能,以探讨其海水综合防护性能。研究表明,经表面处理的SiC可诱导形核促进晶体生长,使Ni-W合金晶粒变细,镀层完整致密。SiC纳米颗粒均匀分布在Ni-W/SiC中,可有效提高镀层硬度及耐磨性,同时Ni-W/SiC也具有比Ni-W合金更好的耐蚀性能,在多因素交互作用的海洋环境中将具有更长的防护寿命,具有良好的应用前景     

SiC颗粒尺寸对镍基复合镀层耐磨性和耐蚀性的影响

在正交实验基础上,对比研究微米SiC(平均粒径1.5 μm)和纳米SiC(平均粒径20 nm)增强复合镍基镀层的摩擦磨损行为和耐腐蚀性能.通过TEM、SEM、EDX和XRD等手段研究颗粒分散状态以及复合镀层的表面和截面形貌、成分及相结构.采用球-盘滑动摩擦磨损试验机研究复合镀层的耐磨性.电化学阻抗谱测量在3.5%的NaCl水溶液中进行.结果表明:微米级颗粒增强复合镀层可以获得更高的表面硬度,两种增强复合镀层具有相似的摩擦磨损行为.电化学阻抗谱分析表明:SiC颗粒的加入可以提高镀层的耐腐蚀性,且纳米颗粒复合镀层具有更好的耐蚀性.     

纳米稀土CeO2掺杂对Ni-Fe-Co-P合金镀层性能的影响

利用喷射电沉积技术制备了Ni-Fe-Co-P-CeO_2复合镀层。通过SEM、XRD、EDS等测试了复合镀层的表面形貌、截面形貌、物相结构和组成成分,同时,表征了复合镀层的硬度、耐磨和耐蚀性能,探究和分析了纳米稀土CeO_2颗粒浓度对镀层性能的影响。结果表明:该多元复合镀层为非晶态结构;随着镀液中CeO_2颗粒浓度的增加,复合镀层的显微硬度、耐磨性和耐蚀性均呈先增强后减弱的趋势;镀液中CeO_2颗粒浓度为1 g/L时,复合镀层的表面均匀致密,其HV_(0.1)显微硬度达到最大值5982 MPa,且具有最优的耐磨和耐蚀性能。     

纳米氧化硅复合环氧和聚氨酯涂料耐磨性与耐蚀性研究

    利用两步法制备了纳米氧化硅复合环氧涂料和聚氨酯涂料.并对其耐磨性与耐蚀性进行了研究.其结果表明：与未加入纳米氧化硅的涂层相比,纳米氧化硅复合环氧涂层和聚氨酯涂层的显微硬度分别提高7%、6.2%,耐磨性有很大提高,同时纳米氧化硅聚氨酯涂层耐蚀性有明显提高,纳米氧化硅环氧涂层的耐蚀性没有下降.        

2Cr13钢PVC挤出模冷喷涂修复涂层的性能

为修复PVC挤出机失效模具,采用低压冷喷涂技术在2Cr13钢表面制备Cu-Al₂O₃涂层。通过模拟涂层粒子的成形过程,发现越靠近基体的涂层内能越高,结合效果越好。同时为保证修复模具的耐磨、耐蚀性能,对涂层进行打磨抛光,对比不同厚度涂层的性能。用扫描电镜(SEM)观察涂层形貌,用浸泡法与盐雾腐蚀试验分析涂层的耐蚀性能,用静态压痕法测试涂层硬度,用摩擦磨损试验机测试涂层耐磨性能。结果显示：涂层质地均匀,孔隙率随着与结合面距离的提升而增大;涂层的耐HCl腐蚀性优于基体2Cr13钢,盐雾试验中涂层发生明显腐蚀,有AlCl₃与CuO产物生成;涂层位置越靠近结合处,其硬度越高、加工硬化效应越明显,与硬质合金摩擦时的磨损量越小,耐磨性逐步提高。当打磨后的涂层厚度为1 mm时,涂层的耐磨性最好,可以有效修复挤出机模具。     

纳米金刚石粒径对Ni-P化学复合镀层耐磨性和耐腐蚀性的影响

为提高化学镀镀层的耐磨性和耐腐蚀性,采用化学镀制备含不同粒径的纳米金刚石Ni-P-D复合镀层,通过SEM、XRD、摩擦磨损试验、磨粒磨损试验和电化学试验,探究纳米金刚石粒径对Ni-P镀层微观形貌、力学性能、摩擦磨损性能、磨粒磨损性能和耐腐蚀性能的影响。经化学复合镀可以得到与基体结合良好,厚度约为30 μm,含纳米金刚石的Ni-P-D复合镀层;含50 nm 金刚石的Ni-P-D复合镀层的硬度最高,抗摩擦磨损和磨粒磨损性能最好;随着纳米金刚石粒径减小,Ni-P-D复合镀层的摩擦系数和抗腐蚀能力提高,含5 nm金刚石的Ni-P-D复合镀层的摩擦系数最小,抗腐蚀能力最强。      

粒径对电沉积Ni-SiC复合镀层性能的影响

采用复合电沉积的方法,在一定的工艺条件下制备出Ni-SiC复合镀层。通过摩擦磨损试验、电化学腐蚀试验,并利用扫描电镜观察镀层的磨损和腐蚀形貌,综合分析了SiC颗粒大小对镀层性能的影响。结果表明：当SiC粒径为2μm,添加量为60 g.L-1时,镀层的显微硬度最高,耐磨性能最佳;复合镀层的耐蚀性比纯镍镀层和钢基体优越,但随着SiC粒径的增大,镀层的耐蚀性反而有所下降。