脉冲喷射电沉积制备钴–碳化铬复合镀层

采用包覆有50%(质量分数)Ni的C_(r3)C_2微米颗粒(粒径3~5μm)为第二相,以脉冲喷射电沉积制备Co–C_(r3)C_2复合镀层。镀液组成和工艺参数为:CoSO_4·7H_2O 430 g/L,C_(r3)C_2 200 g/L,H_3BO_3 30 g/L,NaCl 5 g/L,十六烷基三甲基溴化铵适量,pH=4,温度40°C,电压18 V,镀液流量2.4 L/min,喷头移动速率1.2 mm/s。研究了脉冲参数对复合镀层颗粒复合量、表面粗糙度、显微硬度以及耐磨性的影响,并探讨了颗粒复合量对镀层性能的影响。C_(r3)C_2颗粒的复合量越高,复合镀层的显微硬度就越高,耐磨性也越好,但表面粗糙度增大。最优脉冲参数为:占空比30%,脉冲周期200 ms。所得Co–C_(r3)C_2复合镀层的颗粒含量达11.98%,显微硬度为542.6 HV,摩擦因数为0.443。C_(r3)C_2颗粒在镀层中分布均匀,与基质金属结合牢固。     

排球收纳车基材表面化学镀Ni-P/Cr_3C_2复合镀层

在排球收纳车用Q235钢表面制备了化学镀Ni-P/Cr_3C_2复合镀层,并对化学镀Ni-P/Cr_3C_2复合镀层的厚度、表面粗糙度、硬度、耐蚀性及表面形貌进行了分析。结果表明:化学镀NiP/Cr_3C_2复合镀层的厚度和表面粗糙度分别约为8μm和0.835μm,满足中度腐蚀环境的要求。化学镀Ni-P/Cr_3C_2复合镀层呈现出块状颗粒形貌,颗粒之间夹杂着碳化铬,大大提高了化学镀NiP/Cr_3C_2复合镀层的硬度和耐蚀性。     

电泳–电沉积制备镍–钴–氧化铝纳米复合镀层及其性能

先采用电泳沉积工艺在紫铜表面均匀沉积粒径为20 nm的Al2O3薄膜,然后通过电沉积在Al2O3沉积层表面得到Ni–Co合金,最终得到具有较高Al2O3含量的Ni–Co–Al2O3纳米复合镀层。采用扫描电镜和能谱仪分析了复合镀层的微观形貌和组成,并研究了镀层中Al2O3含量对镀层显微硬度和耐磨性的影响。结果表明,通过改变电泳沉积时间可制得Al2O3含量不同的Ni–Co–Al2O3复合镀层。Ni–Co–Al2O3复合镀层的综合性能优于Ni–Co合金镀层和Ni–Al2O3复合镀层。当复合镀层中纳米Al2O3粒子的体积分数约为30%(电泳沉积时间120 s)时,镀层组织致密,显微硬度较高,耐磨性最佳。     

ZrO_2添加量对镍–钴–二氧化锆复合镀层微观结构和性能的影响

在由80 g/L Ni(NH_2SO_3)_2·4H_2O、12 g/L Co(NH_2SO_3)_2·4H_2O和40 g/L H_3BO_3组成的基础镀液中加入ZrO_2纳米粒子(平均直径50 nm),通过超声辅助电沉积法制备了Ni–Co–ZrO_2复合镀层,工艺条件为:pH 4.0,电流密度5 A/dm~2,温度50℃,超声功率240 W,极间距40 mm。研究了ZrO_2添加量对Ni–Co–ZrO_2复合镀层的微观结构、显微硬度、耐磨性和热稳定性的影响。ZrO_2纳米粒子的引入使所得复合镀层的表面更加平整、致密,镀层中Ni–Co合金的固溶体结构未发生变化,只是晶粒的择优取向和生长改变。当镀液中ZrO_2添加量为10 g/L时,所得Ni–Co–ZrO_2复合镀层具有较高的显微硬度以及较好的耐磨性和热稳定性。     

二硫化钼含量对铁-二硫化钼复合电镀层性能的影响

为了提高Fe镀层的耐磨性，向镀铁液中添加不超过40 g/L的纳米MoS₂颗粒，通过电沉积得到Fe–MoS₂复合镀层。利用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪、显微硬度计、热震试验及摩擦磨损试验研究了MoS₂颗粒质量浓度对Fe–MoS₂复合镀层微观形貌、元素组成、显微硬度、结合力及耐磨性的影响。结果表明，Fe–MoS₂复合镀层的结合力良好，表面微裂纹比Fe镀层多，显微硬度高于Fe镀层，耐磨性优于Fe镀层。当MoS₂质量浓度为30 g/L时，Fe–MoS₂复合镀层的显微硬度最高，耐磨性最佳。     

电流密度对电沉积钴-铁-二氧化锆复合镀层性能的影响

在由FeSO₄·7H₂O 30 g/L、Co SO₄·7H₂O 30 g/L、H₃BO₃ 30 g/L和抗坏血酸1 g/L组成的Co–Fe合金镀液中添加10 g/L自制纳米Zr O₂溶胶,电沉积得到Co–Fe–Zr O₂复合镀层。研究了电流密度对Co–Fe–Zr O₂复合镀层微观结构、厚度、显微硬度和耐蚀性的影响。结果表明,随电流密度从5 mA/cm²增大到30 mA/cm²,Co–Fe–ZrO₂复合镀层的晶粒细化,ZrO₂颗粒复合量、厚度和显微硬度均增大,耐蚀性先改善后变差。当电流密度为25 mA/cm²时,Co–Fe–ZrO₂复合镀层的厚度为18.6μm,显微硬度为349 HV,表面平整致密,耐蚀性最佳。     

Ni-P-纳米Al2O3复合镀层耐磨性能研究

本文通过在Ni-P合金化学镀液中加入纳米α-Al2O3颗粒,获得Ni–P–纳米Al2O3复合镀层。采用SEM对Ni–P–Al2O3复合镀层的表面形貌进行分析;采用EDX对复合镀层中的元素进行分析;用显微硬度计测量了不同Al2O3质量分数下镀层的硬度值;通过MM-W1立式万能摩擦磨损试验机对复合镀层的磨损性能进行了评价,并分析了复合镀层的磨损机理。结果表明:纳米Al2O3的加入可以增加镀层的硬度,并能有效地降低摩擦副之间的犁沟效应及摩擦表面发生粘着的面积,从而减少镀层的磨损。     

电流密度对喷射电沉积钴–镍合金镀层组织及性能的影响

采用NiSO_4·6H_2O与CoSO_4·7H_2O的质量浓度比不同的镀液在黄铜上喷射电沉积Co–Ni合金,研究了电流密度对Co–Ni合金镀层表面形貌、元素组成、晶体结构、显微硬度和耐磨性的影响。结果表明:随着电流密度的增大,Co–Ni合金镀层的晶粒先细化后粗化,Co含量减小。镀层在Co含量高于85%时基本为密排六方(hcp)相,低于85%时为hcp和面心立方(fcc)两相共存。镀层的晶粒越细,则显微硬度越高,耐磨性越好。在CoSO_4·7H_2O和NiSO_4·7H_2O的质量浓度分别为200 g/L和100 g/L的条件下,镀层受电流密度的影响较小,Co含量稳定在96%左右,表面均匀致密,显微硬度高达425 HV,耐磨性较好。     

n-Al_2O_3/Ni-Co纳米复合电刷镀层表面形貌的分形维数研究

采用电刷镀技术,在45钢上获得了n-Al2O3/Ni–Co纳米复合电刷镀层。研究了镀液中纳米颗粒加入量对镀层的表面形貌和显微硬度的影响,并利用盒维数的计算方法,计算了表面形貌的分形维数,初步建立了表面形貌的分形维数与镀层显微硬度之间的关系。对比分析表明:随着镀液中纳米颗粒含量的增加,镀层表面形貌的分形维数先减小后增大,镀层的显微硬度则先增大后减小,但都在镀液中纳米颗粒加入量为20g/L时达到最值,即镀层表面形貌的分形维数与其显微硬度有负相关的对应关系。     

镍–二氧化锆复合电沉积工艺优化及其对钢表面的毛化效果

在钢试片上复合电沉积Ni–ZrO_2,使微米级的ZrO_2颗粒镶嵌在镍镀层中而形成具有一定粗糙度的表面。通过正交试验研究了NiSO_4·6H_2O、ZrO_2和十二烷基硫酸钠(SDS)添加量,电流密度和温度对Ni–ZrO_2复合镀层耐蚀性、显微硬度和粗糙度的影响。结果表明,电流密度对镀层耐蚀性的影响最大,温度对镀层粗糙度的影响最大。综合考虑Ni–ZrO_2复合镀层的显微硬度、耐蚀性和粗糙度3个指标,得到复合电沉积Ni–ZrO_2的最优工艺为:NiSO_4·6H_2O 280 g/L,NiC_(12)·6H_2O 30~60 g/L,H_3BO_3 30~40 g/L,ZrO_2 30 g/L,SDS 120 mg/L,1,4-丁炔二醇和糖精适量,电流密度3 A/dm2,温度45°C。在最优工艺条件下,Ni–ZrO_2复合镀层的耐蚀性最好,显微硬度为587.3 HV,粗糙度为14.327 4μm,比钢试片高一个数量级左右。     

镍基纳米SiC-Al2O3复合电刷镀层的组织及性能

在45#钢基体上制备了n-Al2O3/Ni和n-SiC–Al2O3/Ni复合刷镀层,采用能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和T-11球盘式磨损试验机等设备对比研究了2种复合刷镀层的组织及性能。EDS分析结果表明,n–Al2O3/Ni复合刷镀层中纳米颗粒特征元素Al的质量分数为5.65%,n-SiC–Al2O3/Ni复合刷镀层中纳米颗粒特征元素Al的质量分数为5.63%,Si元素的质量分数为4.86%。SEM分析结果表明,与n-Al2O3/Ni复合刷镀层相比,n-SiC–Al2O3/Ni复合刷镀层的表面更加平整,组织更加细化。n-SiC–Al2O3/Ni和n-Al2O3/Ni复合刷镀层的显微硬度分别为587HV和555HV,n-SiC–Al2O3/Ni复合刷镀层的耐磨性是n-Al2O3/Ni复合刷镀层的1.7倍。     

表面活性剂对ZL102表面镍–磷–碳化硅化学复合镀的影响

在酸性化学镀镍液中分别加入阴离子型、阳离子型和非离子型9种表面活性剂,以分散SiC微粒并在ZL102铝合金表面制备性能良好的Ni–P–SiC复合镀层。通过研究表面活性剂对镀液性能和复合镀层表面形貌、显微硬度、孔隙率及SiC复合量的影响,对表面活性剂进行筛选。结果表明,以60mg/L聚乙二醇作表面活性剂时,SiC微粒的分散效果最好,所得Ni–P–SiC复合镀层的孔隙率仅为0.5714个/cm2,显微硬度为729.76HV,镀层中的SiC颗粒细小、分布均匀,复合量达5.00%,综合性能最好。     

电刷镀镍–钨–二硫化钼复合镀层的组织和耐摩擦磨损性能

采用复合电刷镀工艺在2Cr13不锈钢基材上制备了Ni–W–纳米MoS_2复合镀层。采用扫描电镜、显微硬度计和摩擦磨损试验机对镀层微观形貌、显微硬度和耐摩擦磨损性能进行分析。结果表明:与Ni–W合金镀层相比,Ni–W–纳米MoS_2复合镀层的表面更加平整、致密,显微硬度较低,耐摩擦磨损性能较优。随镀液中Mo S2纳米颗粒质量浓度的增大,复合镀层的摩擦因数小幅下降,磨损量先降后升。当镀液含20 g/L MoS_2时,所得Ni–W–纳米MoS_2复合镀层的综合性能最优。     

氨基磺酸盐体系复合电沉积镍-钴-氧化钇工艺的正交优化

通过正交试验对超声波辅助复合电沉积Ni–Co–Y2O3工艺进行优化,得到最佳镀液组成和工艺参数为:Ni(NH2SO3)2·4H2O100 g/L,Co(SO3NH2)2·4H2O 20 g/L,H3BO3 40 g/L,纳米Y2O3 3.0 g/L,p H 4.2,温度40°C,电流密度5 A/dm2,超声波功率300 W,时间1.25 h。在最优工艺下所得Ni–Co–Y2O3复合镀层细致、平整,含0.98%(质量分数)的Y2O3颗粒,显微硬度为538.85 HV,耐磨性较优。     

镍-碳纳米管复合电刷镀层的制备及其性能

利用电刷镀方法在45钢上制备了镍–碳纳米管(CNTs)复合镀层,并对其组织形貌、孔隙率、显微硬度和磨损性能进行了探讨。结果表明,碳纳米管的加入改善了镀层的组织形貌,使得晶粒更加细密、均匀,镀层表面粗糙度更小。当CNTs质量浓度为2g/L时,镀层厚度达到最高,为0.38μm;孔隙率最小,为0.3个/cm2;显微硬度最大,为680HV;磨损质量损失最小,减少量为25.6%。     

脉冲电沉积Ni-Al2O3复合镀层的工艺参数及性能研究

利用脉冲电沉积在304不锈钢上制备了Ni-Al2O3纳米复合镀层,通过正交试验法确定了最佳工艺参数为:硫酸镍280 g/L,氯化镍45 g/L,硼酸40 g/L,十二烷基硫酸钠0.1 g/L,平均电流密度4 A/dm2,占空比40％,脉冲频率600 Hz,纳米Al2O3颗粒质量浓度5 g/L,温度45～55°C,pH 3～4,搅拌速率约220 r/min,电沉积时间60 min.用扫描电子显微镜分析镀层表面形貌,用能谱仪确定镀层中Al2O3含量,用显微硬度计测试镀层的显微硬度,用数码显微镜测量镀层的表面粗糙度,用电化学工作站分析镀层的耐蚀性.结果表明:与直流电沉积复合镀层相比,脉冲复合镀层晶粒尺寸较小、结合紧密,纳米Al2O3颗粒均匀分散,显微硬度和纳米Al2O3颗粒含量高,表面平整,耐蚀性好.     

工艺参数对超声辅助脉冲电沉积镍-氮化钛复合镀层的影响

在45钢表面以超声波辅助脉冲电沉积制备Ni-TiN复合镀层。研究了平均阴极电流密度、脉冲占空比、超声功率和TiN粒子(平均直径20~30 nm)添加量对复合镀层的TiN粒子含量和显微硬度的影响。得到较优的工艺参数为:NiSO4ꞏ6H2O 300 g/L,NiCl2ꞏ6H2O 30 g/L,H3BO330 g/L,十二烷基硫酸钠0.3 g/L,TiN 25 g/L,pH 4.1~4.3,温度40°C,平均阴极电流密度4 A/dm2,脉冲占空比40%,脉冲频率1000 Hz,超声功率300 W,机械搅拌速率200 r/min,时间60 min。该条件下所得Ni-TiN复合镀层的TiN质量分数为8.35%,显微硬度为819 HV,表面平整、致密,晶粒尺寸均匀。     

Ni-P/nano-Al_2O_3复合镀层的制备及性能

以汽车模具配件—导柱常用的20Cr钢为基材,在其表面制备Ni-P/nano-Al_2O_3复合镀层及普通Ni-P镀层。对Ni-P/nano-Al_2O_3复合镀层的微观形貌、晶相结构、显微硬度和摩擦磨损性能进行了测试与分析,并与Ni-P镀层和基材进行了对比。结果表明,Ni-P/nano-Al_2O_3复合镀层的晶粒细小,结构更加致密,显微硬度平均值可达到436.4 HV,高于Ni-P镀层的357.3 HV和基材的190HV;与Ni-P镀层相比,Ni-P/nano-Al_2O_3复合镀层能更有效地改善基材的摩擦磨损性能。NanoAl_2O_3颗粒复合量对Ni-P/nano-Al_2O_3复合镀层的显微硬度和摩擦磨损质量损失率有一定影响,增加颗粒复合量可以提高复合镀层的显微硬度,改善其摩擦磨损性能。     

电流密度对不锈钢基β-二氧化铅-二氧化钛-四氧化三钴复合镀层性能的影响

研究了电流密度对不锈钢基β-PbO2-TiO2-Co3O4复合镀层的沉积速率、显微硬度、表面形貌、结合力、电催化活性等性能的影响。镀液组成和其他工艺条件为:Pb(NO3)2250g/L,HNO310g/L,NaF0.5g/L,TiO215g/L,Co3O430g/L,温度50℃,pH1～2,沉积时间4h。通过扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪分析了复合镀层的形貌、组成和构相。结果表明,最佳电流密度为4A/dm2。在4A/dm2下,β-PbO2-TiO2-Co3O4复合镀层的沉积速率为15.31g/(h·dm2),显微硬度为653.3HV,表面平整、致密。镀层中Ti、Co的摩尔分数分别为2.22%和4.37%,表明TiO2和Co3O4颗粒与β-PbO2镀层实现了共沉积。     

正向脉冲占空比对Ni–W–P–CeO_2–SiO_2纳米复合镀层性能的影响

通过Ni、W、P与CeO2、SiO2纳米颗粒的脉冲共沉积,在普通碳钢表面制备了Ni–W–P–CeO2–SiO2纳米复合镀层。在一定的脉冲频率和平均电流密度下,研究了正向脉冲占空比对纳米复合镀层的化学组成、沉积速率、显微硬度和显微组织的影响。结果表明:增大正向脉冲占空比时,纳米复合镀层的晶粒尺寸增大,沉积速率和显微硬度降低。当正向脉冲占空比控制在10%时,沉积速率最快(为48.6μm/h),显微硬度最高(为696HV)。纳米复合镀层中的P含量随着正向脉冲占空比的增大而增加,但CeO2、SiO2纳米颗粒及W的含量不断降低,正向脉冲占空比对W的沉积量影响最明显。