纳米Al2O3p/Ni复合刷镀层的组织与性能研究

制备了纳米A2O3p／Ni的复合刷镀层，测试了复合刷镀层的硬度、耐磨性、抗接触疲劳性能及高温性能，并分析了复合刷镀层的金相组织。结果表明：纳米颗粒复合刷镀层的硬度是不含纳米颗粒的快速镍刷镀层的1．7倍，耐磨性是其2．5倍，抗疲劳寿命提高到10^6周次，可服役温度提高到450C；纳米颗粒复合刷镀层的强化机制主要为细晶强化，弥散强化和位错强化。     

纳米颗粒复合刷镀层性能研究及其强化机制探讨

制备了分别含有氧化铝、氧化硅、碳化硅、氧化钛和金刚石5种不同纳米颗粒的复合刷镀层，测试了各复合刷镀层的硬度、耐磨性、抗接触疲劳性能及高温性能，并探讨了纳米颗粒复合刷镀层的强化机制。结果表明：纳米颗粒复合刷镀层的硬度是不含纳米颗粒的快速镍刷镀层的1．5～1．7倍、耐磨性是1．6～2．5倍，抗接触疲劳寿命提高到10^6周次、可服役温度提高到400℃；纳米颗粒复合刷镀层的强化机制主要为细晶强化、弥散强化和位错强化。     

镍基及镍合金纳米复合电刷镀的研究进展

镍基及镍合金纳米复合刷镀层因具有优异的耐磨损、耐高温、耐腐蚀性能,已成为纳米复合电刷镀技术的主攻方向,受到国内外的广泛关注。综述了近年来,镍及镍钨合金、镍钴合金、镍铁合金、镍钼合金纳米复合刷镀层的研究现状。指出目前纳米复合电刷镀技术研究的局限是镀层基质偏重镍基,镀液所添纳米颗粒种类有限,镀层所含纳米颗粒单一、复合量低,镀层性能提升空间有限。纳米颗粒的种类、含量、尺寸与纳米颗粒硬质点强化效应的定量关系以及基于电刷镀工艺特点的复合电沉积机理,研究进展缓慢,是今后纳米复合电刷镀研究的难点。镍合金纳米复合刷镀层、多粒子纳米复合刷镀层、特殊功能纳米复合刷镀层、宽范围纳米颗粒复合量刷镀层的研究,将会赋予人们控制材料性能更大的主动性,是未来纳米复合电刷镀研究的重要方向。     

电沉积制备镍基复合镀层的研究进展

金属-陶瓷复合镀层可以显著改善的硬度、致密性、耐蚀性、耐磨性以及抗高温氧化性能等可显著得到改善,应用范围广泛。综述了影响复合镀层性能的几大因素,重点介绍了增强相粒子粒径、表面活性剂类型、制备镀层的沉积方式以及第二相颗粒种类对电沉积复合镀层性能的影响。陶瓷颗粒尺寸影响复合镀层的性能,细小颗粒对镍基复合镀层具有细晶强化作用,微米级陶瓷颗粒能够大大改善Ni基复合镀层的力学性能。超细纳米陶瓷颗粒作为增强相,可以显著提高复合镀层的耐蚀性,添加纳米颗粒的复合镀层的显微硬度优于添加微米颗粒复合镀层。非离子表面活性剂能提高第二相颗粒在镀层中的复合量及在镀液中的分散性,有利于获得高硬度的复合镀层,进而提高整个镀层的耐磨性和耐蚀性。超声波-脉冲电沉积法得到的复合镀层形貌更平整,晶粒更细小,结构更致密,且得到的复合镀层硬度更高,耐磨性、耐蚀性更好。与SiC复合镀层相比,SiO_2复合镀层具有更好的耐蚀性和抗氧化性。最后,分析展望了颗粒增强镍基复合材料的应用前景及未来研究的重点。     

纳米金刚石/镍电刷镀复合镀层机械性能研究

本文对普通快速镍镀层和纳米金刚石/镍复合镀层的显微硬度和耐磨性进行了研究,分析了纳米颗粒含量、镀层厚度、加热温度等参数对纳米复合镀层显微硬度及摩擦性能的影响。结果表明:由于纳米金刚石的弥散强化作用,使得复合镀层的硬度和耐磨性大幅提高,摩擦系数明显降低。镀液中纳米金刚石含量约30g/L时,镀层硬度最高为650HV,经过300℃处理,硬度仍能保持在480HV之上。     

含纳米金刚石的复合镍刷镀层的摩擦学特性

利用电刷镀技术将ＴＮＴ／ＲＤＸ（５０／５０）混合炸药爆炸后生成的爆炸黑粉（由超微细纳米金刚石，石墨及无定形碳等组成）与快速镍刷镀液混合制备了一种含纳米金刚石的镍盐复合镀层，并对其摩擦磨损性能及机械性能等进行了研究。结果表明，含纳米金刚石的镍基复合镀层其显微镜硬度比快速镍镀层的有明显提高，其耐磨性比快速镍刷镀层提高两倍，其摩擦系数降低了４０％，并且在试验范围内其减摩擦对磨性能随着的纳米金刚石含量增加     

Ni-SiC复合镀层组织和性能的研究

在A3钢板上制备了含有微米和纳米 SiC 的两种镍基复合镀层, 利用扫描电镜观察镀层表面显微组织, 利用X射线能谱分析SiC的分布情况, 通过纳米显微力学探针测量镀层微区硬度. 结果表明 : SiC 颗粒在镀层中分布均匀; SiC 颗粒附近复合镀层的硬度是纯镍镀层的 3 倍, 微米 SiC 复合镀层的弹性模量比纯镍镀层提高了近 5 倍, 而纳米 SiC 复合镀层则提高了 15 倍以上, 但随着远离 SiC 镀层硬度和弹性模量都有明显下降; SiC 颗粒的加入能够有效阻止镀层表面发生变形, 纳米 SiC 的作用更明显.     

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。     

纳米Al2O3颗粒含量对复合镀层组织和滑动磨损行为的影响

采用电刷镀技术在45钢表面制备了纳米Al2O3颗粒增强镍基复合镀层，研究了纳米Al2O3颗粒在镀液中的含量对镀层的组织、力学性能和摩擦学性能的影响，并分析探讨了影响机理。结果表明，随着镀液中纳米Al2O3颗粒含量的增加，复合镀层的组织趋于细化，在含量为20g／L时复合镀层的硬度和耐磨性出现极值，其磨损机制也随之发生改变，这与纳米Al2O3颗粒在复合镀层中的含量和分布状态密切相关。     

Ni-Co/纳米金刚石复合镀层抗磨损性能的研究

采用电沉积法在45#钢样品表面制备了含有纳米金刚石的镍-钴合金基复合镀层。对复合镀层的显微硬度和微观结构进行了测试。并考察了阴极电流密度、镀液pH值等主要工艺参数对纳米复合镀层耐磨性的影响。结果表明：纳米金刚石的弥散强化作用，可以有效地提高镀层的硬度。在干摩擦条件下，纳米复合镀层的耐磨性是镍-钴合金镀层的3倍；     

Properties and strengthening mechanism of brush plated nanoparticle reinforced composite coatings

Nanoparticle reinforced nickel matrix composite coatings, such as n-Al2O3/Ni, n-SiO2/Ni, n-SiC/Ni and n-TiO2/Ni, were fabricated by brush plating technique. Hardness, wear resistance and contact-fatigue resistance of the composite coatings were determined, and strengthening mechanism of the composite coatings was discussed. Results show that the composite coatings have superior properties to the Ni metal coating. Compared with properties of brush plated Ni metal coating, the composite coatings have hardness over 1.5 times and wear resistance capability of about 2.5 times. The strengthening mechanism of the composite coatings mainly includes fine-crystal grain effect, nanoparticle dispersion effect and dislocation effect.     

自动化纳米电刷镀复合镀层的组织和性能

采用自制的自动化电刷镀系统制备了n-Al2O3/Ni复合电刷镀层,对比研究了手动和自动纳米电刷镀镀层的组织和性能.结果表明,自动化纳米电刷镀效率高,镀层组织更致密,纳米颗粒在复合刷镀层中均匀弥散分布;镀层硬度和耐磨性能等与手动纳米刷镀层性能相近,但是,其性能分布更均匀.这是由于自动化电刷镀过程避免了人为因素影响,使得镀层金属和纳米颗粒的共沉积过程更加连续一致.     

n-Al2O3/Ni复合镀层的组织与接触疲劳行为

利用SEM和TEM分析了n-Al2O3／Ni复合镀层的表面形貌和微观组织,研究了该镀层的接触疲劳行为。结果表明,复合刷镀层的表面形貌细腻,镀液中纳米Al2O3颗粒含量较低时这些颗粒在镀层中呈弥散分布,而含量较高时存在一定的团聚。随着镀液中纳米Al2O3颗粒含量的增加,复合镀层的接触疲劳寿命逐渐增加,含量为20g/L时达到最大,约为190万次,是纯镍镀层的1．5倍;含量进一步增加时,寿命急剧降低。失效分析表明,纯镍镀层的疲劳断口发生强烈的塑性变形;镀液中纳米Al2O3颗粒含量为40g/L时,复合镀层的疲劳断口呈现脆性断裂特征。     

滑动速度对纳米颗粒复合镀层摩擦性能的影响

采用电刷镀技术在45钢表面制备了纳米Al2O3颗粒复合镀层,并且在球-盘式肇擦磨损试验机上对比研究了纳米颗粒复合镀层与普通快速镍镀层在含污染物油润滑条件下的摩擦磨损性能。结果表明纳米颗粒复合镀层的摩擦系数和磨损量均小于快速镍镀层。随滑动速度增加,两种镀层磨损量都先减少后增加,但纳米颗粒复合镀层磨损量增加的幅度小于快速镀镍层c两种镀层的磨损机理均为磨粒磨损和粘着磨损。由于纳米颗粒的强化作用,复合镀层的耐磨性优于快速镀镍层。     

n-Al2O3/Ni复合电刷镀层滑动磨损性能

为了提高材料在含磨粒油润滑条件下的摩擦磨损性能，制备了n-Al2O3／Ni电刷镀复合镀层，采用扫描电镜观察了镀层的表面和截面组织以及纳米颗粒在复合镀层中的分布，以GCr15钢为对摩件对比了复合镀层与快速镍刷镀层以及45钢的摩擦磨损性能，并且对磨损试样表面的形貌和成分进行了分析。结果发现，纳米颗粒的加入细化了镀层组织，改善了镀层与基体的结合，提高了镀层的硬度；材料在含细沙油润滑条件下的磨损量与时间呈线性关系，复合镀层的摩擦系数和磨损量小于快速镍镀层和45钢。     

电刷镀镍基Al2O3复合镀层组织和性能的研究

应用复合电刷镀技术制备了含有Al2O3陶瓷颗粒的镍基复合镀层,对复合镀层表面形貌进行了研究,对镀层的显微硬度和摩擦磨损性能进行了测试,并分析了Al2O3对镀层磨损性能的影响.结果表明,细小的Al2O3陶瓷颗粒复合镀层较快速单一镍镀层具有更高的显微硬度和良好的耐磨性.     

氧化铝增强化学镀镍基合金涂层的性能

研究了氧化铝微粒增强化学镀镍 (铜 ,磷 )合金涂层的性能。在Al2 O3和Ni(Cu ,P)合金共沉积过程中 ,Al2 O3在溶液中的加入量增多 ,Al2 O3在镀层中的复合量逐渐提高 ;Al2 O3的复合 ,显著改变了Ni(Cu ,P)合金沉积层的组织与性能 ,使Ni(Cu ,P) Al2 O3复合材料具有更高的硬度、耐磨性和抗氧化性。     

Fabrication and anticorrosion performance of Ni–P–BN nanocomposite coatings on mild steel

Ni–P–BN composite coatings were successfully obtained on low carbon steel by the electroless plating technique. Deposits were characterized by the X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and energy-dispersive analysis. The hardness and microstructure of as plated and heat treated Ni–P and Ni–P–BN composites were analyzed. Change in microstructure and higher hardness was noticed for the heattreated composite. The corrosion resistance of as plated and heat treated Ni–P and Ni–P–BN coatings was investigated by the Tafel plots and electrochemical impedance spectroscopy studies in 3.5 wt % NaCl. The heat-treated composite coatings exhibited enhanced corrosion resistance over that of Ni–P coatings.     

纳米WC/PTFE镍基复合电刷镀层的摩擦磨损与耐腐蚀性能

针对单一纳米颗粒电刷镀镀层综合性能存在的不足,利用电刷镀技术在45钢基材上制备含纳米WC和PTFE的镍基复合镀层。采用扫描电子显微镜观察电刷镀复合镀层的表面形貌和显微结构,球盘式摩擦磨损试验机测试其干摩擦条件下摩擦磨损性能,在pH=4浓度为0.05mmol/L的硫酸溶液中进行耐腐蚀性试验。结果表明:在镀液中添加不同含量纳米粒子,可以不同程度填补粒子之间的空缺,使镀层表面平整、光滑;含纳米WC和PTFE镍基复合镀层的耐磨损和耐腐蚀性能强于纯镍基镀层和45钢基体,这是由于纳米粒子细晶强化和弥散强化所致;当含1.5g/L纳米WC与7g/L纳米PTFE乳液的复合镀层耐磨损性能最佳;含1g/L纳米WC与5g/L纳米PTFE复合镀层的耐腐蚀性能较纯镍基复合镀层提高一倍;45钢的磨损机制是粘着磨损,纯镍基镀层的磨损机制是剥层磨损,纳米WC/PTFE镍基复合镀层的磨损机制是磨粒磨损。     

Zn-Ni合金镀层中添加第三种元素和纳米颗粒的研究新进展

介绍了在汽车、航空航天等行业中得到广泛应用的钢铁零件电镀Zn-Ni合金镀层,以及往碱性、氯化物等锌镍合金镀液中加入Fe、Co、Mn、Ce、P等第三种元素所获得的锌镍三元合金镀层,具有更优良的耐腐蚀性、催化性等性能的情况。介绍了往Zn-Ni合金镀液里加入氧化硅、氧化铈、氧化钛、氧化铝、碳化硅等纳米颗粒的进展情况,发现含有纳米颗粒的锌镍复合镀层具有耐腐蚀性、耐磨损性、热稳定性更好,硬度更高等优点。梳理了2016年以来在Zn-Ni合金电镀中添加第三种元素和纳米颗粒的多层镀层研究新进展。从Zn-Ni单一镀液中沉积Ni-P和Zn-Ni合金多层镀层时,在低电流密度下沉积出Ni-P层;在较高电流密度下,沉积出含3.2%P的Zn-Ni-P合金镀层,这种多层镀层可以大幅度提高钢铁零件的防腐蚀性能。介绍了在含12%Ni的Zn-Ni镀层上镀覆Ni-Co-SiC纳米复合镀层的情况,这种多层结构既可以提高镀层的结合力,又可提高其在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能。该复合镀层是一种硬度高、磨损量低的新型Zn-Ni合金复合镀层。