镍–磷–石墨烯化学复合镀层的耐磨和耐蚀性能

在45钢上制得镍–磷–石墨烯化学复合镀层,镀液配方和工艺条件为:NiSO_4·6H_2O 30g/L,NaH_2PO_2·H_2O 25g/L,乙酸钠15g/L,柠檬酸钠15g/L,乳酸25mg/L,乙酸铅15mg/L,石墨烯100mg/L,APEO80mg/L,pH4.6,温度82°C,超声波功率150W,时间2h。利用扫描电镜分析了复合镀层的表面形貌,采用多功能材料表面性能测试仪对复合镀层的摩擦磨损行为进行研究,通过塔菲尔曲线和电化学阻抗谱测量研究了其在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明,镍–磷–石墨烯复合镀层属于非晶态结构,石墨烯均匀地嵌埋在基质镀层中,使镍–磷–石墨烯复合镀层的显微硬度、耐磨性和耐蚀性均显著提高。     

铝基体复合电沉积镍–碳纳米管复合镀层

采用电沉积法在铝基体上制备了镍–碳纳米管复合镀层,探讨了镀液中碳纳米管含量、电流密度、搅拌速率、温度、电镀时间等因素对镀层碳纳米管含量和厚度的影响,得出制备镍–碳纳米管复合镀层的适宜工艺条件为:碳纳米管质量浓度4 g/L,电流密度8 A/dm2,搅拌速率440 r/min,温度40°C,沉积时间40 min。采用扫描电镜和X射线衍射仪对镀层表面形貌和成分进行分析,通过电化学测试比较了不同镀层在不同腐蚀介质中的耐腐蚀性。与纯镍镀层相比,镍–碳纳米管复合镀层的晶粒尺寸更小,表面更粗糙,耐腐蚀性更好。     

热处理对镍–磷–金刚石复合镀层组织及摩擦学性能的影响

采用两步复合镀法在45钢上制备了镍-磷-金刚石复合镀层,即:先采用基础镀液(由NiSO_4·6H_2O 25 g/L、Na H_2PO_2·H_2O25 g/L、CH_3COONa·3H_2O 15 g/L和Na_3C_6H_5O_7·2H_2O 10 g/L组成,pH 4～5,温度80～85℃)化学镀镍-磷合金30 min,再在基础镀液中加入0.4 g/L金刚石微粒(平均粒径10μm),在机械间歇搅拌(搅拌10 s后停10 s)下复合镀10 min。然后在不同温度(150～450℃)下热处理1 h,研究热处理温度对复合镀层显微硬度、组织结构和摩擦学性能的影响。经350℃热处理的镍-磷-金刚石复合镀层的显微硬度为1 100 HV,摩擦学性能与进口摩擦垫片相当。     

镀液中石墨烯含量对镍–磷–石墨烯化学复合镀层耐磨性的影响

将石墨烯(50~250mg/L)加入传统的化学镀Ni–P合金镀液(由30g/LNiSO_4·6H_2O、25g/LNaH_2PO_2·H_2O、15g/L乙酸钠、15g/L柠檬酸钠、25mg/L乳酸和15mg/L醋酸铅组成,pH=4.3~5.1)中,在45钢表面得到Ni–P–石墨烯化学复合镀层。采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析了从不同石墨烯质量浓度的镀液中所得Ni–P–石墨烯复合镀层的表面形貌和结构,采用多功能材料表面性能测试仪考察了复合镀层的耐磨性。结果表明,所得Ni–P–石墨烯化学复合镀层为非晶态结构。当镀液中石墨烯的质量浓度为100mg/L时,Ni–P–石墨烯复合镀层的表面平整、均匀、致密,耐磨性最优。     

化学复合镀中金刚石颗粒的分散对复合镀层性能的影响

通过数值仿真,研究了镀槽结构与搅拌速率对镀液流场和镀液中金刚石颗粒分布特性的影响,并制备了镍–磷–金刚石复合镀层,研究了镀槽结构与搅拌速率对镀层中金刚石含量、粒径分布以及镀层显微硬度和耐磨性的影响。结果表明,镀槽中添加挡板和提高搅拌速率,可以明显改善镀液流场的均匀性,有利于金刚石颗粒在镀液与镀层中的分散与均匀分布,显著提高复合镀层的显微硬度与耐磨性;当镀槽中有挡板、搅拌速率为600 r/min时,所制备的微米金刚石–镍–磷复合镀层经400°C热处理1 h后,显微硬度高达1 442 HV,镀层几乎无磨损。     

镍—钨—磷／聚四氟乙烯复合刷镀工艺及性能研究

研究了镍－钨－磷／聚四氟乙烯电刷镀的工艺,刷镀液相成,研究了热处理条件对镍－钨－磷／聚四氟乙烯复合镀层的硬度及磨损率的影响。确定了复合镀层摩擦学特征最好的热处理温度和复合镀层聚四氟乙烯（PTFE）含量,通过研究发现,复合镀层中添加聚四氟乙烯（PTFE）,能显著降低磨损率,大大提高镀层的耐磨性,论述了采用电刷镀技术使基体材料形成一层具有弥散硬质相及自润滑减摩组分的聚四氟乙烯（PTFE）复合镀层。     

次磷酸钠对锌–镍合金电沉积和镀层耐蚀性的影响

在乙酸盐-铵盐体系电镀锌–镍合金镀液配方中添加次磷酸钠,以45钢为基体电沉积锌–镍–磷合金。通过循环伏安法和小槽电镀实验研究了pH、温度和电流密度对镀层成分的影响,采用扫描电镜、能谱、X射线荧光、X射线衍射等技术对镀层形貌和微观组织进行表征,采用Tafel极化曲线和电化学阻抗谱对镀层的耐蚀性进行测试。结果表明:在不含主盐的基础镀液中,次磷酸钠的P不能被还原出来,而次磷酸钠与Zn²⁺、Ni²⁺共存时有助于Ni的沉积,对Zn的沉积无明显影响;温度升高则镀层中Zn减少,Ni和P增多;降低pH有利于锌–镍共沉积;镀层的P含量随电流密度增大而减少。P元素的掺入能完全消除锌-镍合金的裂纹,细化镀层晶粒。低P含量(P质量分数低于1%)的锌–镍–磷合金镀层具有比高P含量(P质量分数大于10%)的镀层更好的耐蚀性。     

表面活性剂对镍-铁-石墨烯复合镀层的影响

采用复合电镀的方法在7075铝合金上制备了镍-铁-石墨烯复合镀层,研究了不同种类、不同添加量的表面活性剂对镀液中石墨烯的分散性及复合镀层硬度、耐磨性的影响。采用SEM、EDS、XRD、Raman对复合镀层的结构形貌进行了表征。研究结果表明:与未添加表面活性剂的镍-铁-石墨烯复合镀层(硬度为823.9(HV),摩擦系数为0.1999)相比,添加石墨烯质量的80%的阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)有利于石墨烯在复合镀液中的分散,能够显著地提高复合镀层的硬度和耐磨性能,其硬度提高了13.38%,摩擦系数降低了26.11%。     

热处理对镍—磷化学镀层在饱和CO2盐水中腐蚀行为的影响

采用扫描电镜、能谱、X射线衍射、塔菲尔曲线和电化学阻抗谱,研究了热处理对P110钢上化学镀高磷镍-磷合金层在饱和CO,盐水溶液中腐蚀行为的影响.结果表明,热处理使镀层的表面形貌,成分和结构发生了显著变化,但对镀层在饱和CO2盐水中的腐蚀电位影响不大.经200℃热处理后,镀层的腐蚀电流略有下降,而后随热处理温度的升高,腐蚀电流迅速增大.镀态及经200 ℃热处理的镀层以均匀腐蚀为主;而经400 ℃和600 ℃热处理的镀层阻抗谱呈现2个时间常数,有坑蚀发生.     

复合化学镀镍–磷–多壁碳纳米管层及其摩擦磨损行为

在45钢上制得复合化学镀镍–磷–多壁碳纳米管(MWNTs)镀层,镀液配方及工艺条件为:NiSO_4·6H_2O 30 g/L,NaH_2PO_2·H_2O 25 g/L,乙酸钠15 g/L,柠檬酸钠15 g/L,乳酸25 mg/L,醋酸铅15 mg/L,MWNTs 1 g/L,柠檬酸0.5 g/L,pH 4.5~4.7,温度(85±1)℃,搅拌速率200 r/min,时间2 h。利用扫描电镜、X射线衍射仪分析了复合镀层的表面形貌和结构,并采用多功能材料表面性能测试仪对复合镀层的摩擦磨损行为进行研究。结果表明,Ni–P–MWNTs复合镀层是非晶结构,MWNTs均匀地嵌埋在基质镀层中,使得Ni–P–MWNTs复合镀层的显微硬度和耐摩擦磨损性能得到显著提高。     

电刷镀镍–氧化钇纳米复合镀层的组织与耐蚀性

采用电刷镀工艺制备了Ni–Y2O3纳米复合镀层,镀液组成和工艺条件为:NiSO4·6H2O 230~255 g/L,柠檬酸三钠90~105 g/L,乙酸铵20~30 g/L,Y2O3 15 g/L,表面活性剂0.01 g/L,pH 7.2~7.5,温度20°C,电压12 V,电笔速率100~120 mm/s,时间15 min。分别利用电子显微镜、X射线衍射仪和电化学工作站表征了镀层的表面形貌、微观结构和耐腐蚀性能。结果表明,与快速镍镀层相比,Ni–Y2O3纳米复合镀层更为平整、致密,晶粒相对细小。Ni–Y2O3复合镀层在3.5%NaCl溶液中的自腐蚀电位和腐蚀速率分别为-184.86 mV和0.0596 mm/a,腐蚀后表面只是局部存在轻微的凹坑,因此Ni–Y2O3复合镀层的耐腐蚀性能明显优于快速镍镀层。     

镍–磷–碳化硼化学复合镀层的研制(英文)

在由碳酸镍15g/L、次磷酸32mL/L、次磷酸钠15g/L、乳酸32mL/L、乙酸18g/L、丙酸3mL/L、二甲胺1.7g/L及碳化硼(即B4C)0～25g/L组成的稳定镀液中,采用化学镀的方法在低碳钢上制备了Ni–P–B4C复合镀层。其显微硬度采用韦氏硬度法测量,耐磨性用Taber磨耗试验机测量,微观形貌和组织采用扫描电镜和X射线衍射进行分析,耐蚀性以动电位极化及电化学阻抗谱测定。碳化硼的掺入提高了镍–磷合金基体的显微硬度、耐磨性和耐蚀性。Ni–P–B4C复合镀层颗粒粗大,具有爆米花式组织结构。     

化学镀镍–磷–二硫化钼复合镀层及其磨损行为的研究

在45钢基体上化学镀制备得到Ni–P–Mo S2复合镀层,研究了镀液Mo S2添加量(镀层Mo S2含量)对镀层磨损行为的影响。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等手段表征了镀层的形貌、微观结构和磨损特征,探讨了不同镀层的磨损机制。400°C热处理使镀层金属由非晶态转变为晶态,显微硬度提高,但Mo S2的物相不变。Ni–P镀层的显微硬度(热处理后为1 040 HV)较高,在摩擦过程中能形成对磨损面起保护作用的摩擦层,故Ni–P镀层具有良好的耐磨性,其磨损机制为粘着磨损和转移。镀液添加1 g/L Mo S2时,所得Ni–P–Mo S2复合镀层具有更优异的耐磨性,这是其高显微硬度(热处理后为735 HV)和Mo S2润滑效应的共同作用,以轻微磨粒磨损和转移为主要磨损机制;镀液添加过量(2 g/L)Mo S2时,复合镀层的显微硬度(热处理后为533 HV)较低,摩擦过程中表面不能形成摩擦层,其耐磨性极差,磨损机制为严重的粘着磨损和磨粒磨损。     

化学复合镀镍-磷-氧化铝工艺研究

为进一步提高化学镀镍磷合金层的性能，在镀液中加入氧化铝粒子制度得镍－磷－氧化铝复合镀层。研究了镀液中各成分及操作条件对镀速的影响，并对镀层的组织结构和性能进行了测试。结果表明，该工艺镀液稳定性好，所得复合镀层的硬度和耐磨性优于镍磷合金镀层。     

电流密度对Zn–Ni–PTFE复合镀层组织结构和耐蚀性的影响

采用氯化物体系镀液在不同电流密度下以脉冲电沉积制备了Zn–Ni–PTFE复合镀层。通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)和电化学测试研究了电流密度对Zn–Ni–PTFE复合镀层微观形貌、成分、物相和耐蚀性的影响。结果表明,电流密度为2.5 A/dm²时所得Zn–Ni–PTFE复合镀层厚度约30.9μm,PTFE在镀层内部均匀分布,其耐蚀性较佳。     

氧化石墨烯对镀镍层耐磨性的影响

以氧化石墨烯为增强体,通过复合电镀的方法,在碳素钢表面制备了镍/氧化石墨烯复合镀层。研究了镀液中氧化石墨烯的质量浓度对镍/氧化石墨烯复合镀层的表面形貌、厚度、硬度及耐磨性的影响。结果表明:镀液中的氧化石墨烯通过提供异质形核核心的方式,使镍/氧化石墨烯复合镀层表面附着胞状突起,厚度和硬度增加,而磨痕宽度和磨损体积减小。与镀镍层相比,镍/氧化石墨烯复合镀层的耐磨性得到明显改善。     

表面活性剂对化学复合镀镍-磷-石墨烯镀层性能的影响

采用化学镀法在45钢上制得镍-磷-石墨烯复合镀层,基础镀液组成和工艺条件为:NiSO_4·6H_2O 30g/L,NaH_2PO_2·H_2O 25 g/L,CH_3COONa·3H_2O(乙酸钠)15g/L,Na_3C_6H_5O_7·2H_2O(柠檬酸钠)15g/L,乳酸25mg/L,Pb(CH_3COO)_2·3H_2O(醋酸铅)15mg/L,pH4.5~4.7,温度(85±1)℃,时间2 h。先通过正交试验对表面活性剂类型、用量和石墨烯用量进行优化,再通过复配试验得到较佳组合的复合表面活性剂,最后利用扫描电镜、X射线衍射仪分析了镍-磷-石墨烯复合镀层的表面形貌和微观结构。结果表明,将烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)与十二烷基苯磺酸钠(SDBS)以1:1的质量比复配时,复合镀层的厚度和显微硬度最高,分别为15.2μm和576.4 HV。镍-磷-石墨烯复合镀层是非晶结构,石墨烯均匀地嵌埋在基质镀层中。     

烧结钕铁硼永磁体复合电镀镍–氧化铈工艺和镀层性能

以烧结NdFeB永磁体为基体,采用复合电沉积法制备了Ni–CeO2复合镀层。镀液组成与工艺条件为:NiSO4250 g/L,NiCl240 g/L,H3BO335 g/L,纳米CeO210 g/L,十二烷基硫酸钠0.05 g/L,温度45°C,电流密度3 A/dm2,时间30 min。对比研究了纯镍镀层和Ni–CeO2复合镀层的表面形貌、结构组成、耐蚀性、结合力、显微硬度等性能。结果表明,与纯镍镀层相比,Ni–CeO2复合镀层结晶更为细致,在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性提高,显微硬度由纯镍镀层的358.7 HV提高至428.3 HV,结合力明显增强。     

非晶态镍磷合金电刷镀研究

采用电刷镀技术，利用扫描电镜，能谱分析仪，Ｘ光衍射仪等测式手段，对非晶态镍磷合金镀层组织结构，成份进行了分析和研究，从试验中确定非晶态镍磷合金刷镀液合理组成及添加剂的种类和数量；选择了合理的施镀及热处理工艺。成功地刷镀出含磷在７％－１３％并可含有合金元素的多种非晶态镍磷合金镀层。     

电镀时的温度和电流密度对铬–石墨烯复合镀层摩擦磨损行为的影响

以420不锈钢为基材,采用含Cr O_3 180 g/L、硫酸1.8 g/L、Cr~(3+)1.8 g/L、十二烷基苯磺酸钠8 mg/L和多层石墨烯80 mg/L的镀液,在温度40~55°C和电流密度20~50 A/dm2的条件下电镀10 min,得到了铬–石墨烯复合镀层。研究了镀液温度和电流密度对复合镀层显微硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明,当镀液温度为50°C,电流密度为30 A/dm~2时,所得复合镀层表面平整均匀,显微硬度高,摩擦学性能较好。