工艺参数对脉冲电沉积Ni-TiN纳米镀层微观组织和性能的影响

电沉积技术是一种方便、高效、低成本制备金属基纳米镀层的方法,其工艺参数直接决定金属基纳米镀层的微观组织及性能。为系统研究电沉积工艺参数对金属基纳米镀层表面形貌、显微组织、力学性能及耐磨损性能的影响规律,本实验采用脉冲电沉积制得Ni-TiN纳米镀层,并利用透射电镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)、摩擦磨损试验机研究了工艺参数对Ni-TiN纳米镀层的显微结构、显微硬度和性能的影响。结果表明,当电流密度为4A/dm~2时,Ni-TiN纳米镀层的显微硬度为984.7HV,TiN微粒复合量为8.69%(质量分数)。采用不同脉冲频率制得的Ni-TiN纳米镀层,其晶面原子呈现不同方向的面心立方晶格结构。当脉冲频率为200Hz时,Ni-TiN纳米镀层中Ni和TiN的平均粒径分别为87.2nm和34.6nm。当脉冲占空比为20%时,Ni-TiN纳米镀层的显微硬度为980HV,其平均磨损量为7.56mg/mm2。     

Q235A钢电沉积镍的工艺优化

为了进一步探讨Q235A钢电沉积镍层残余应力、力学性能与镀覆工艺参数的关系,以瓦特镀镍液为基础,采用直流电沉积法,在Q235A钢表面电镀镍。采用X射线衍射仪、纳米力学测试系统、表面轮廓测量仪测试了镍镀层的残余应力、显微硬度、弹性模量及表面粗糙度;探讨了电流密度、温度、p H值对镍镀层力学性能的影响规律,以正交试验法优选了最佳工艺。结果表明:电流密度3.0 A/dm2,温度45℃,p H值3.5时,镍镀层的性能最佳,晶粒粒径为34.8 nm,镀层显微硬度达到3.86 GPa,弹性模量达到238 GPa,表面粗糙度为0.182μm。     

多场耦合参数对电沉积Ni-TiN纳米镀层性能的影响

利用多场耦合电沉积技术制备Ni-TiN纳米镀层,获得良好的高硬度、耐磨性好的复合镀层材料。研究多场耦合沉积的主要参数阴极电流密度、超声波功率和磁场强度对显微硬度、耐磨性的影响。结果表明,随镀液中磁场强度、阴极电流密度和超声波功率的增加,Ni-TiN纳米镀层中的显微硬度呈先增加后减小的变化趋势,而镀层的磨损量与之相反。多场耦合电沉积的最优工艺参数组合为阴极电流密度1.5 A/dm~2、超声波功率200 W、磁场强度0.6 T。在最佳工艺参数下制备的Ni-TiN纳米镀层表面粗糙程度较小,晶粒较细致,组织均匀度较好。     

Ni-W-ZrO2复合镀层的制备及耐腐蚀性能

采用电沉积方法制备Ni-W-ZrO₂复合镀层, 研究了微粒的分散特性及镀液中微粒含量、 电流密度、 pH值、 温度等因素对Ni-W-ZrO₂镀层沉积速率、 显微硬度、 镀层外观的综合影响, 优化得到Ni-W-ZrO₂复合镀层的电沉积工艺为: Ni-W基础镀液中ZrO₂添加量为10g/L, pH=7, 镀液温度为60~70℃, 电流密度为15A/dm2, 所获得的镀层硬度>HV800(×9.8MPa)。通过电化学技术研究了复合镀层在3.0wt%NaCl溶液中的耐腐蚀性能, 结果表明, Ni-W-ZrO₂复合镀层有明显的钝化区间。      

脉冲电沉积制备Ni-W-Fe-La纳米晶析氢电极材料

脉冲电沉积合金层较为复杂,目前尚未实际应用。采用脉冲电沉积技术制备了Ni-W-Fe-La纳米晶合金析氢镀层,利用扫描电镜、X射线衍射仪、能谱仪等设备测试了合金镀层的形貌、结构和组成。研究了制备工艺对镀层析氢性能的影响。确定了合金镀层的最佳制备工艺条件:机械搅拌下,控制平均电流密度Jm=5A/dm2,峰值电流密度Jp=14A/dm2,占空比R为35%,脉冲频率f=150Hz,pH值6.0～6.5,脉冲时间30min,镀液温度35℃。结果表明:制备的Ni-W-Fe-La镀层为纳米级镀层,其晶粒尺寸为48.73nm;稀土La元素的加入能够明显改变镀层表面形貌、晶粒尺寸以及镀层的耐蚀和析氢电催化活性,析氢电位比直流电沉积所得的同类镀层明显正移。     

高频脉冲电镀镍钴合金工艺及性能的研究

采用高频脉冲电流，制备Ni-Co复合镀层。通过正交试验设计的方法，重点考察了脉冲频率、占空比、平均电流密度、镀液pH值、温度及CoSO4·7H2O的浓度对镀层在15％H2SO4溶液中的阳极极化行为的影响，从而遴选出最佳电镀工艺：脉冲频率140kHz，占空比0．25，平均电流密度3A／dm，镀液pH值3，温度45℃，硫酸钴浓度20g／L。同时，对高频脉冲电镀与直流电镀进行比较。     

Fei氏方波对Ni-P合金镀层组成及其非晶化程度的调控作用

为解决常规电沉积过程中无法获得耐蚀性优异的非晶态结构Ni-P合金镀层的问题,以快速镀Ni-P合金镀液为基础镀液,采用Fei氏方波电沉积法研究波形参数对Ni-P合金镀层非晶化过程的影响规律。采用扫描电子显微镜(SEM)表征Ni-P合金镀层的微观形貌,通过能谱分析(EDS)方法进行镀层P含量分析,用X射线衍射技术(XRD)考察镀层相结构的变化。优化的脉冲工艺参数为:平均电流密度15 A/dm~2,逆向脉冲系数0.3,占空比0.6,频率1 Hz。研究表明:通过调整Fei氏方波参数,可电沉积出镀层表面完整、外观光亮、P含量最高可达17.93%(质量分数)、几乎没有金属晶体衍射峰的非晶态Ni-P合金镀层。     

电沉积钯钴合金的工艺研究

电沉积钯镍合金存在质量控制困难、热稳定性差及易引起皮肤过敏等问题,而钯钴合金能克服这些不足,且比Pd-Ni合金具有更高的耐磨性、耐蚀性及热稳定性.通过极化曲线研究了钯钴合金的电沉积行为,并讨论了镀液中钴钯离子质量比、温度、pH值以及电流密度等工艺参数对电沉积钯钴合金组成的影响,获得了电沉积钯钴合金的最佳工艺条件为:镀液温度35℃,pH值8.5,电流密度10 A/dm2.结果表明:钴的极化大,极化度也大;电沉积时,钯催化钴沉积,钯钴合金共沉积时呈现与钯相似的阴极行为.合金组成是各工艺参数的函数,钯钴合金镀层中钴的含量随镀液中Co2 /Pd2 质量比的增大而线性增加,随电流密度的增大而显著增大.镀液温度、pH值均对镀层成分有一定的影响.     

脉冲电镀铁中平均电流密度对镀层的影响

应用现代脉冲电镀技术,分别在钢和铜基体上电镀铁层,以期获得性能优良的镀层.研究了平均电流密度对铁镀层的沉积速度、外貌、显微硬度和显微结构的影响.结果显示:随着平均电流密度的增加,铁镀层外貌先变好后变差;脉冲电沉积速度加快,以16 A/dm2的沉积效率最高;不同条件下的镀层显微硬度呈近似的"正态分布"关系;铁镀层的显微结构为立方晶型,有明显的择优取向.     

铝合金Ni-Co-P合金电镀工艺优化

在铝及其合金表面沉积Ni或Ni基合金,可以提高基体表面的硬度和耐磨性.通过正交试验,研究了铝硅合金基体上电镀Ni-Co-P镀层的工艺,得到了电流密度、镀液温度、pH值、电镀时间、镀液成分对镀层厚度、硬度、成分和沉积速率的影响规律,同时,还考察了镀层的耐磨性.结果表明:延长电镀时间、提高镀液温度和pH值时,镀层厚度和镀层硬度均增大;提高电流密度时,镀层厚度增大,但镀层硬度减小.提高电流密度、升高温度和提高pH值时,沉积速率增大.     

电沉积非晶态Ni-P合金工艺的优化

为了在亚磷酸-镍盐体系中获得工艺稳定、耐蚀性好、硬度高的非晶态Ni-P镀层,进行了7因素(温度、电流密度、pH值、硫酸镍浓度、氯化镍浓度、亚磷酸浓度、磷酸浓度)3水平正交试验.优选出制备最佳耐蚀性镀层的工艺条件为:10g/L亚磷酸,180g/L硫酸镍,50g/L氯化镍,45mL/L磷酸,pH值1.8,温度65℃,电流密度6 A/dm2;获得最佳镀层硬度的工艺条件为:40g/L氯化镍,10g/L亚磷酸,180g/L硫酸镍,45 mL/L磷酸,pH值2.2,温度65℃,电流密度6 A/dm2.分析了各因素对镀层耐蚀性和硬度的影响,结果表明,pH值和温度对镀层耐蚀性影响较大,而氯化镍和亚磷酸浓度对镀层硬度影响较大.     

正交试验优化脉冲磁场-电沉积Ni-TiN复合镀层工艺研究

为改善钻井泥浆泵活塞的耐磨性能,采用脉冲磁场-电沉积方法在40Cr试件表面制备Ni-TiN复合镀层。利用磨损试验机、电子分析天平、扫描电镜、正交试验法研究并优化Ni-TiN复合镀层的制备工艺参数。结果表明,当磁场强度为0.5T时,Ni-TiN复合镀层的磨损量到达最小值0.72 mg,当阴极电流密度和占空比分别为2.2A/dm2和50%时,Ni-TiN复合镀层的磨损量达到最小值6.4 mg。脉冲磁场-电沉积Ni-TiN复合镀层的最佳工艺参数为磁场强度0.5T,电流密度2.2A/dm2,占空比40%。     

电泳-电沉积Ni-Al2O3纳米复合层的微观结构及性能

为了改善纳米复合镀层的物理、力学性能,以电泳-电沉积工艺制备了具有较高纳米Al2O3含量的Ni-Al2O3纳米复合镀层.用SEM、TEM、显微硬度计等对复合镀层的表面微观形貌、显微硬度以及耐磨性能进行了分析;探讨了电泳液中α-Al2O3微粒浓度、电沉积电流密度对复合镀层表面微观形貌、显微硬度及其与基体的结合力的影响.结果表明:α-Al2O3纳米粒子弥散分布于镀层之中,并对基质金属晶粒产生细化作用;电泳液中α-Al2O3微粒浓度对复合镀层表面微观形貌影响较大,电沉积电流密度对微观形貌无明显影响;随着电泳液微粒浓度和电沉积电流密度的增大,复合镀层显微硬度均呈下降趋势,在电泳液微粒浓度8 g/L,电沉积电流密度0.5A/dm2时,复合镀层具有最大显微硬度442 HV,较纯镍镀层有明显提高.镀层中微粒体积分数约为30％时,镀层的耐磨性能及与基体的结合性能最为优异.     

镍铁钨合金电沉积工艺

为获得性能良好的镍铁钨合金镀层,研究了电解液pH值、温度、电流密度、柠檬酸钠浓度对施镀阴极电流效率和镍铁钨合金镀层组分、表面形貌、显微硬度的影响.结果表明:镀液pH值对镀层形貌和阴极电流效率影响较大;随柠檬酸钠浓度增加,电流效率逐渐降低,镀层表面形貌更加粗糙.在镀液pH=8,温度70℃,电流密度7 A/dm2,柠檬酸钠...     

阴极电流密度对Ni-SiC复合镀层性能的影响

随着现代工业的发展,材料的单一功能已难以满足要求,为此,采用复合电沉积技术,沉积含有弥散硬质相SiC的复合镀层.研究了当pH值、阴阳极间距及面积比一定时,阴极电流密度与温度的关系,阴极电流密度对沉积速度、内应力、镀层硬度及SiC含量的影响.试验结果表明,当阴极电流密度在8～10A/dm2时,镀层沉积速度大,SiC含量较高,硬度高,内应力较小.本试验为完善Ni-SiC复合电镀工艺提供了试验数据.     

脉冲摩擦喷射电沉积制备纳米晶镍沉积层

采用脉冲摩擦喷射电沉积和直流喷射电沉积分别在石墨基底上制备了纳米晶镍镀层,利用扫描电镜和X射线衍射分析了脉冲占空比和脉冲频率对镍镀层的表面形貌、晶粒的择优取向及平均晶粒尺寸的影响。结果表明脉冲摩擦喷射电沉积较直流喷射电沉积的沉积效果有较大提高,在喷嘴流量为200L/h,平均电流密度为80A/dm2,阴极转速为6r/min的条件下,脉冲占空比为50%,脉冲频率为2000Hz时可以获得表面较为平整光亮、组织致密的Ni沉积层。     

用电沉积法制备非晶态镍磷合金的工艺研究

为了获得高性能的镍磷合金镀层,对次磷酸盐-镍盐体系电沉积法制备非晶态镍磷合金的工艺以及镀层性能进行了研究.进行了7因素3水平的正交试验,试验因素分别为:温度、电流密度、pH值、硫酸镍浓度、氯化镍浓度、磷酸浓度、次磷酸钠浓度.结果表明,获得最佳耐腐蚀镀层的工艺条件为:150 g/L 磷酸镍,电流密度4 A/dm2,pH=2,温度68 ℃,11 g/L 氯化镍,7 g/L 次磷酸钠,45 mL/L 磷酸.获得最佳硬度镀层的工艺条件为:温度 68 ℃,150 g/L 硫酸镍,pH=2.5,6 g/L 次磷酸钠,电流密度6 A/dm2,50 mL/L 磷酸,11 g/L 氯化镍.     

脉冲电镀Zn-Ni合金工艺参数对镀层Ni含量及形貌的影响

为了优化Zn-Ni合金制备工艺,在硫酸盐型Zn-Ni合金镀液中脉冲电镀Zn-Ni合金层。分别采用扫描电镜和X射线成分分析镀层形貌和成分,通过中性盐雾试验测试镀层耐蚀性。研究了脉冲参数、工艺条件对Zn-Ni合金镀层Ni含量与形貌的影响。结果表明:镀液温度、平均电流密度、频率、逆向脉冲系数及占空比对镀层性能和形貌均有较大影响;最佳工艺参数为温度60℃,平均电流密度70 m A/cm2,脉冲频率200 Hz,逆向脉冲系数0.4,占空比0.7,此时Zn-Ni合金镀层晶粒细小,表面平整光亮,呈银白色,镀层Ni含量为13%,耐蚀性优良。     

工艺条件对Zn-Fe-SiO2复合镀层成分的影响

采用电沉积的方法,制备了Zn-Fe-SiO2复合镀层,并研究了工艺条件对镀层成分的影响.结果表明,镀液pH值对镀层成分的影响最大,pH值的上升可以导致镀层铁含量下降,但有利于提高SiO2含量;电流密度对镀层成分的影响也很大,铁含量在电流密度为6.0A/dm2时最高;温度对镀层铁含量的影响比较小,而且没有规律性.     

硫酸盐体系中直流电沉积参数对纳米晶锌镀层的影响

酸性硫酸盐直流电沉积纳米晶锌镀层比脉冲电沉积投入小、时间短、操作简单.为此,采用直流电沉积工艺在酸性硫酸锌镀液体系中制备了纳米晶锌镀层,并对沉积工艺参数进行了优选.运用XRD,SEM,AFM等研究了添加剂、pH值、温度等对纳米晶锌镀层的影响.结果表明,在基础镀液中加入0.2 g/L十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、0.2 g/L苄叉丙酮(BA)和0.2 g/L聚乙二醇(PEG)混合剂,在镀液pH=2,温度25℃,电流密度为1.0A/cm2时,可获得光亮致密的纳米晶锌镀层,其平均晶粒尺寸最小约为38.6 nm.