n-Al2O3/Ni电刷镀复合镀层组织与沉积机理

测定了n-Al2O3颗粒在快镍刷镀液中的粒径分布、Zeta电位等表面性质，用SEM和TEM测定了n-Al2O3／Ni复合刷镀层表面形貌、镀层微观组织结构并进行了表面能谱分析，得到了n-Al2O3在镀层中的分布、状态；分析了纳米颗粒表面性质对上述因素的影响。实验结果表明纳米颗粒在镀液中荷负电，其粒径分布较广；镀层中n-Al2O3呈弥散分布，粒径在数十纳米范围。纳米颗粒在镀液中粒度分布越小，刷镀层晶粒越细，刷笔运动及溶液对流等因素对进入刷镀层的纳米颗粒粒径有一定选择效应。在上述结果基础上推测n-A12O3/Ni体系复合共沉积机理应是以力学机理为主。     

n-SiO2/Ni复合镀层组织与接触疲劳性能

采用电刷镀技术制备了含n-SiO2/Ni复合镀层,测试了镀层的抗接触疲劳性能,探讨了在镀液中加入纳米铜颗粒对镀层抗接触疲劳性能的影响.结果表明,n-SiO2/Ni复合镀层接触疲劳寿命可达到一百万次以上;在镀液中加入纳米铜后,镀层接触疲劳寿命大幅度降低.加入纳米铜后镀层结构呈连续的层状,疲劳裂纹在层间萌生并沿层间扩展,导致在较短循环周次内发生失效.     

纳米SiC-MoS2/Ni基复合电刷镀层组织与耐磨性能

通过对纳米SiC颗粒进行表面修饰处理,采用电刷镀技术制备纳米SiC-MoS2/Ni基复合刷镀层,分析探讨了纳米SiC和MoS2的含量对镀层形貌和耐磨性能的影响。结果表明,镀液中加入经表面修饰的纳米SiC颗粒可以提高镀层硬度,同时在干滑动磨损试验条件下,纳米SiC-MoS2复合刷镀层具有良好的耐磨减摩性能。     

电刷镀MoS2-C复合镀层摩擦学性能研究

采用纳米复合电刷镀技术在GCr15基体上制备了添加纳米石墨颗粒的镍基MoS2-C复合刷镀层,利用扫描电子显微镜、XPS光电子能谱仪以及HV-1000显微硬度仪对镀层的微观结构与成分组成进行了分析,利用MSTS-1摩擦磨损试验机对镀层的摩擦学性能进行了评估。结果表明:添加的纳米颗粒在镀层中弥散分布并与基质金属紧密结合,细化了镀层的晶粒尺寸,改善了镀层的沉积效果。制备的复合镀层摩擦学性能优异,实验表明:随着法向载荷的增大,镀层的摩擦因数逐渐降低而磨损率相应升高;随着滑动速率的增大,其摩擦因数降低而磨损率未出现明显变化。     

纳米TiO_2-Ni基镀层的电刷镀沉积行为研究

为了使纳米颗粒均匀地悬浮在镀液中从而获得纳米颗粒均匀分布的复合镀层,研究了不同表面活性剂对纳米TiO2在镀液中的分散行为的影响,采用电刷镀方法制备纳米TiO2-Ni基复合镀层,并运用SEM、EDS和XRD研究了纳米TiO2-Ni基镀层的表面形貌和成分特点。结果表明,阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵(CTAB)对纳米TiO2颗粒的分散效果最好,沉降时间超过40min;CTAB分散的纳米TiO2-Ni基镀层显微硬度比不加表面活性剂的提高50%左右,镀层结合性较好,孔隙率显著降低;CTAB分散的纳米TiO2-Ni基镀层均匀细致、晶粒细小,纳米TiO2被生长着的镍晶粒夹持嵌埋,分布于镍基间隙中,镀层由纳米TiO2颗粒和镍基组成。纳米粉末与镍共沉积符合迁移、吸附、嵌埋的过程。     

电刷镀含纳米SiC粉复合镀层的EPMA分析

应用电届镀技术制备了含有纳米ＳｉＣ粉的镍基复合镀层,对该复合镀层的显微硬度进行了测试,并讨论了主要工艺参数对显微硬度的影响规律。采用电子探针（ＥＰＭＡ）技术研究了该复合镀层的元素分布。在此基础上提出了纳米粉与镍共沉积的机理。     

电刷镀纳米Ni-P-SiC复合镀层性能的研究

纳米微粒加入镀液可提高镀层的性能,用电刷镀方法制备了纳米SiC/ Ni-P复合镀层,测试了纳米SiC微粒添加量对复合镀层的硬度、耐磨性的影响,探讨了纳米SiC微粒复合镀层的强化机制及Ni-P晶化过程中的强化作用.结果表明,采用电刷镀制备工艺,能在一定程度上改善纳米微粒在镀液中的分散均匀性并能提高复合镀层性能.在Ni-P合金镀液中适量添加纳米SiC微粒(7～10 g/L),纳米SiC微粒在形成复合镀层时能起到硬质点的强化作用,同时在Ni-P晶化过程中还能在细化晶粒中起到再强化作用.不仅能使镀层硬度提高1.5～1.8倍,还能提高其耐磨性.     

发动机叶片纳米颗粒复合电刷镀后的性能

针对某型发动机压气机整流叶片榫头磨损,应用纳米颗粒复合电刷镀技术进行修复.通过控制电刷镀工艺参数,获得了性能稳定的纳米颗粒复合镀层,并检测了镀层的结合强度、显微硬度、基体渗氢量、耐磨性能及接触疲劳寿命.结果表明:n-Al2O3/Ni镀层、n-SiO2/Ni镀层以及快镍镀层的结合强度均能满足使用要求;与快镍镀层相比,n-Al2O3/Ni镀层硬度提高了25%,对基体的渗氢量降低了47%,耐磨性能是快镍镀层的2.5倍,接触疲劳寿命增加,而n-SiO2/Ni镀层硬度提高了12%,对基体的渗氢量降低了41%,耐磨性能是快镍镀层的2.2倍,接触疲劳寿命增加;纳米颗粒复合电刷镀比普通电刷镀快镍的加工效率提高近1倍;采用纳米颗粒复合电刷镀修复的叶片通过了长试考核,能满足使用性能要求.     

电流密度对自动化电刷镀Ni镀层组织结构和性能的影响

为提高电沉积镀层质量和自动化程度,开发了新型的自动化电刷镀技术。利用扫描电镜、X射线衍射仪、透射电镜、X射线应力测试仪、数显显微硬度计和显微磨损试验机考察了不同电流密度下制备的电刷镀Ni镀层的组织结构和性能,并与电镀Watts Ni对比。结果表明,应用电刷镀制备的镍镀层组织平整致密,无针孔、麻点等缺陷;随着电流密度从4A/dm2增加到16A/dm2,电刷镀Ni镀层的(111)面择优取向逐渐降低,(200)面择优取向逐渐增加,镀层的晶粒尺寸和应力逐渐增大,硬度约在500～600HV之间波动,镀层磨损失重由6.8mg降低到5.2mg。     

纳米复合镀层的沉积机理及其摩擦特性的研究现状

综述了纳米复合镀层中纳米粒子的沉积机理和模型，以及纳米复合镀层的摩擦特性。     

镍基纳米Al2O3复合刷镀层的摩擦磨损性能研究

为评价复合刷镀层在油润滑条件下的抗沙粒磨损性能,在45钢基体上制备了镍基纳米Al2O3复合刷镀层(n-Al2O3/Ni).采用MM-200环块式摩擦磨损试验机对比评价了线接触条件下润滑油中沙粒含量对n-Al2O3/Ni复合刷镀层和快速镍刷镀层摩擦学性能的影响.实验结果表明,随着润滑油中沙粒含量的增加,两种刷镀层的磨损体积均逐渐增加,复合刷镀层的耐磨损性能是快速镍刷镀层的1.3～1.5倍.对复合刷镀层磨痕表面的SEM分析表明其磨损失效机理主要是磨粒磨损.     

电刷镀镍基SiO2复合镀层热稳定性能研究

采用脉冲换向复合电沉积的方法，制备出了含纳米SiO2的纳米晶复合镀层。通过引入弥散纳米SiO2的技术途径，来阻碍纳米晶晶粒界面的迁移，进而控制纳米晶的高温生长。通过改变工艺参数，研究纳米SiO2对镀层纳米晶生长的影响规律，探讨纳米第二相对纳米晶复合镀层晶粒热稳定性控制的机制。     

铜基纳米Al2O3复合刷镀层组织形貌及耐磨性研究

在紫铜基体上分别制备了普通快速铜镀层和纳米Al2O3/快速铜复合刷镀层,采用扫描电镜、金相显微镜、显微硬度计、摩擦磨损实验机对比研究了两种镀层的表面形貌、截面组织形貌、显微硬度和耐磨性。结果表明,纳米Al2O3颗粒的加入显著改变镀层组织形貌与性能。与普通快速铜镀层相比,纳米铜基复合刷镀层表面平整,组织更加细化致密,显微硬度增大,摩擦系数降低,减弱了磨损面的犁削效应和粘着效应,耐磨性优于普通快速铜镀层。     

Ni/ZrO2纳米复合刷镀层的抗高温氧化性

采用电刷镀技术制备了Ni/ZrO2纳米复合镀层。利用扫描电子显微镜、X射线衍射等手段,研究了Ni/ZrO2纳米复合刷镀层的组织和抗高温氧化性能,并与快速镍镀层进行对比分析。结果表明,与快速镍镀层相比,Ni/ZrO2纳米复合镀层的表面形貌更为平整致密,晶粒尺寸明显减小;在800℃氧化后复合镀层晶粒依然较快速镍镀层细小、均匀,氧化增重速率明显低于快速镍镀层;X射线衍射分析表明,Ni/ZrO2复合镀层的氧化程度较轻,镀层中仍然存在大量的Ni相。     

化学镀法制备电磁屏蔽木材-Ni-P复合材料研究

用化学镀镍方法在落叶松木材单板表面沉积Ni-P合金制备了木材-Ni-P复合材料.用能谱(EDS)分析了镀层成分,采用扫描电镜(SEM)表征了复合材料的表面形貌,用X射线衍射研究了镀层的微结构,用低电阻测定仪和频谱仪分别测定了复合材料的表面电阻及电磁屏蔽效能,利用直拉法测定了镀层与木材的结合强度.结果表明:所得复合材料依然保持着木材的多孔性结构,表面镀层均匀;镀层为晶态结构的Ni-P合金,其中P的含量为1.53%;复合材料的表面电阻率在10-1～100Ω/cm2,电磁屏蔽效能在9 kHz～1.5 GHz的频段可达60 dB,且镀层与木材表面结合牢固.     

n-Al2O3/Ni复合电刷镀层的接触疲劳行为

为研究纳米颗粒复合电刷镀层的接触疲劳行为,通过在镍盐溶液中加入纳米氧化铝(n-Al2O3)颗粒,采用电刷镀技术制备了含n-Al2O3颗粒的镍基复合镀层(n-Al2O3/Ni),采用接触疲劳试验机评价了镀态和热处理态的n-Al2O3/Ni复合镀层的抗接触疲劳性能,并与纯镍刷镀层进行了性能对比.借助SEM和TEM对复合刷镀层的组织进行了分析,探讨了复合刷镀层的接触疲劳失效过程以及纳米颗粒等对刷镀层疲劳失效过程的影响.研究表明:n-Al2O3/Ni复合镀层在镀态下的接触疲劳寿命超过100万周次,明显高于纯镍镀层;退火后n-Al2O3/Ni复合镀层接触疲劳寿命为45.9万次,为纯镍镀层的1.62倍;复合镀层的接触疲劳失效过程分为裂纹萌生、裂纹扩展和镀层断裂3个阶段;纳米颗粒在复合镀层接触疲劳失效过程中起到阻碍位错滑移的作用,从而抑制塑性变形和裂纹扩展,使复合镀层具有较高的接触疲劳寿命.     

n-Al2O3/Ni复合镀层的组织与滑动磨损性能研究

用电刷镀技术制得了镍基n-Al2O3复合镀层，并对镀层的滑动磨损性能进行了试验研究。纳米复合镀层的表面形貌比较细腻，镀层中纳米粒子分布均匀，与基质金属结合紧密。镀层显微硬度达到HV700，比快速镍镀层提高约40％。滑动磨损试验结果表明，随着纳米粒子含量的增大，镀层的耐磨性提高，摩擦系数也呈增大趋势；但当镀层中n-Al2O3粒子的超过2.56%(质量分数）时，镀层的耐磨性显著下降。纳米复合镀层的磨损机制以疲劳磨损为主，而快速镍底层以粘着磨损为主。     

热压烧结ZrB_2/Ni复相陶瓷的显微结构

采用热压烧结法在1 950℃/50 MPa/1 h工艺条件下分别对二硼化锆(ZrB2)粗粉、高能球磨超细粉及两者均添加Ni烧结助剂的4种粉末进行烧结。采用阿基米德排水法测定不同烧结体的密度,采用扫描电子显微镜(SEM)及其附带的能谱仪(EDS)研究烧结体形貌及成分。研究结果表明,纯相ZrB2粗粉的烧结致密化过程为温度和压力作用下的球形颗粒切面接触及烧结颈传质;球磨细化后纯相ZrB2粉体的烧结致密化主要得益于粉体表面积及烧结活性的增大;金属Ni烧结助剂对ZrB2粗粉及细化粉体的烧结致密化均能起到促进作用;对ZrB2粗颗粒而言,Ni元素主要分布在粗颗粒交界处或残留孔隙内,起到增大ZrB2颗粒间的接触面积及烧结颈传质速率的作用;对ZrB2超细粉而言,Ni元素主要分布在ZrB2晶界处,促进了ZrB2晶粒间的互扩散及微细孔隙的进一步缩小。