陶瓷粉末微注射成形脱脂与烧结机理相关研究

分析了粉末微注射成形亚微米级结构广阔的应用前景,以及亚微米尺度下脱脂和烧结理论研究的重要意义。综述了不同脱脂阶段的微观结构特征,亚微米尺度对不同阶段粘结剂的脱出机制,以及建立包含微结构比表面积的脱脂时间/速率数学模型的研究现状,讨论了获得脱脂过程中保形控制原理,亚微米阵列致密化过程中物质的迁移机制及晶粒长大的主要驱动力,以及坯体几何尺寸对不同烧结阶段物质扩散机制影响规律的关键作用,论述了明确陶瓷亚微米级结构力学特性的重要性。提出了亚微米级结构的脱脂和烧结机理今后的重点研究方向。     

喷射电沉积Co-Ni纳米合金沉积层的组织和性能

用高速喷射电沉积法快速制备了块体纳米晶Co-Ni合金,研究了喷镀工艺参数(主盐浓度、电解液喷射速度和电流密度等)对沉积层成分、微观组织结构及性能的影响.结果表明:提高喷射电沉积电解液的搅拌强度能有效减小扩散层的厚度,使电沉积在较高的极限电流密度下进行,提高沉积速度.极限电流密度的增大使阴极过电位增大,从而提高合金的形核速率,使沉积层晶粒的尺寸减小、显微硬度升高.随着电解液中Co2 含量的增加,沉积层中Co含量增加,导致沉积层相结构由单相α-Co(Ni)转变为α-Co(Ni)和ε-Co(Ni)双相组织,并使表面的形貌发生明显的变化.     

施加超声波电沉积制备Co-Ni合金层

研究了超声波(100 W,100 kHz)对电沉积Co-Ni合金层的结构、形貌和性能的影响。结果表明:施加超声波可有效降低电沉积过程中浓差扩散的影响,促进阴极表面与镀液界面间的电子转移。超声波可降低Co-Ni合金层的Co含量并细化晶粒,使Co-Ni合金层更为平整。超声波影响Co-Ni合金层结构和形貌,可提高Co-Ni合金层的硬度以及在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性。     

超声波对电沉积Pd-Ni-P合金的影响

合金电镀应用广泛,但将超声波用于合金电镀的研究还不系统。以超声波与电沉积相结合制备Pd-Ni-P合金,通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDX)、X射线衍射仪(XRD)等对Pd-Ni-P合金镀层的形貌、成分和组织结构进行了表征,采用循环伏安法研究了超声波对Pd-Ni-P合金电沉积的影响。结果表明:超声波作用使沉积层中Pd的含量增加,镀层表面更致密均匀;超声波振荡有利于溶液中离子的传质过程,主要是提高了Pd2+的沉积速率;在1.0 mol/L Na OH溶液中,超声波作用显著增强了Pd-Ni-P合金镀层的耐腐蚀性能,使腐蚀电位正移80 m V。     

烧结NdFeB永磁材料超声电沉积Ni-P合金的研究

利用超声辅助电沉积方法,研究了在烧结NdFeB永磁体表面电沉积Ni-P合金的工艺。研究了超声波对NdFeB电沉积Ni-P合金表面形貌和镀层耐蚀性的影响。实验结果表明与无超声场下的Ni-P电沉积层相比,附加超声的电沉积所得Ni-P合金层表面晶粒均匀、细小,排列更为平整,结合力强,耐蚀性较好。     

脉冲摩擦喷射电沉积纳米晶镍的电化学腐蚀行为

为进一步研究脉冲电源对脉冲摩擦喷射电沉积的影响,本文分别采用脉冲摩擦喷射电沉积工艺和传统喷射电沉积工艺制备镍沉积层,利用TEM和XRD对比分析了占空比和频率对纳米晶镍微观组织结构的影响,采用电化学极化法研究了各沉积层在3.5%氯化钠溶液中的耐腐蚀性能,以期为拓展纳米晶材料的应用提供理论依据.研究表明:脉冲摩擦电沉积的应用,使电沉积结晶过程更加均匀,晶粒得到极大细化,最小平均晶粒尺寸可达9.12 nm;在氯化钠溶液中,脉冲摩擦喷射电沉积具有更小的腐蚀电流密度和更宽的钝化区,制备的镍沉积层电化学腐蚀性能均优于传统喷射电沉积;占空比和频率对沉积层腐蚀性能的影响与其各自对晶粒大小的影响基本吻合,过小或过大的占空比及频率均会导致耐腐蚀性能的降低.     

电泳沉积壳聚糖的微观机理探究

电沉积生物大分子及矿物质膜构建生物材料功能表面的技术越来越受到青睐,在电泳沉积壳聚糖（CS）以获得纳米结构表面时,通过寻找到高定向裂解石墨这一具有原子级平整表面的导电材料作为阴极,排除了金属阴极表面的不平整对电沉积CS的影响,初步探讨了CS电沉积的本身特性及微观机理。采用SEM、TEM、AFM和XRD等表征手段对沉积物表面进行了分析。结果表明经过电泳沉积,CS的（110）晶面结晶峰明显提高,CS的微观结构具有3个层次的定向排列：薄层中的纳米级的分子聚集体的平行排列并组成长条状;这些微米级的长条状结构的平行排列且之间存在的＂桥接＂结构和沉积物较厚时存在于沉积物表面的微米级的花簇状排列。这也是首次寻找到电泳初始阶段的CS分子聚集体的平行排列和沉积时间较长得到的花簇状结构的生长模式和表面特征。     

电沉积分布均匀性改善技术的研究进展

电沉积分布的均匀性涵盖了沉积层厚度、合金成分、微观结构(晶粒)及材料性能等多个方面,是电沉积技术应用中需要解决的重要问题.为此,简述了阴极电沉积分布的均匀性及形成原理,介绍了改善沉积分布均匀性可以采取的主要措施及其研究现状,总结了研究过程中所采用的几种方法.     

Ni-Fe-P/金刚石复合电沉积层组织结构的研究

对Ni-Fe-P/Diamond复合电沉积层的组织结构进行了研究，沉积层X－射线衍射及环境扫描电镜与沉积层组织结构点，面成分能谱分析结果表明，在试验所进行的镀覆工艺控制范围内，可获得表面平整，光滑，金刚石微粒均匀分布且具有中度的非晶态复全电沉积层；共沉积在Ni-Fe-P合金中的金刚石微粒基本不影响基质合金组织结构的无序度；复合电沉积层中金刚石微粒按“阳离子吸会－包覆”机理共沉积入复合层中。     

镍-铁-磷/金刚石复合沉积工艺与性能研究

以三元合金为基体的复合电沉积层综合了一般耐磨镀层的性能和所镶嵌的固体微粒的性能.为开发新型多元非晶态合金耐磨复合沉积层,以复合沉积层耐磨减摩性为主要衡量指标并综合考虑其他性能指标,用正交试验法进行了镍-铁-磷/金刚石复合电沉积工艺与性能的研究.结果表明,在试验所采用的复合电沉积工艺控制范围内,可获得金刚石微粒弥散分布的镍-铁-磷/金刚石复合电沉积层,通过调整沉积工艺参数,能得到不同金刚石微粒复合量的复合电沉积层;在镀态下该复合沉积层(基质)呈非晶态结构;较佳综合性能复合层的电沉积工艺参数为:镀液中金刚石微粒(0.5～1.0 μm)含量6 g/L;NaH2PO2·H2O含量2 g/L;FeSO4·7H2O含量70 g/L,其对制备具有良好摩擦学特性的镍-铁-磷/金刚石复合沉积层具有重要的参考价值.     

完全非晶态Ni-B合金镀层的电沉积制备

为解决制备Ni-B合金镀层时难以获得高非晶化结构的问题,采用控制变量法探索镀液成分对Ni-B合金镀层非晶化过程的影响规律,电沉积法制备出高B非晶态Ni-B复合镀层.采用X射线衍射技术(XRD)表征沉积层的相结构,利用场发射扫描电镜(FESEM)和能谱分析(EDS)考察沉积层的微观形貌和元素分布组成.结果表明:通过控制溶液组分,沉积层发生从晶态到非晶态的转变.所得沉积层非晶化程度较高,此体系可电沉积获得表面完整、紧密细致、几乎没有金属晶体衍射峰的非晶态Ni-B合金沉积层,沉积层中B含量可提高至10.21％(质量分数).     

针状电极电沉积枝晶生长的模拟与实验

采用改进的扩散限制凝聚模型对针状电极电沉积镍枝晶的形状和生长过程进行了数值模拟研究,采用电沉积设备进行了验证性试验。结果表明:实验获得的电沉积实物与模拟得到的粒子簇形貌非常相似,两者的分形维数也很接近,用扩散限制凝聚模型来说明枝晶生长规律是有效的,模型中的模拟参数分别与电沉积参数存在着内在的对应联系;模拟生成的粒子沉积层具有明显的分形结构。     

氨基磺酸盐复合镀Ni-Al2O3

为了探讨镍基亚微米Al2O3复合共沉积过程中镀液中Al2O3分散量和电流密度对镀层中Al2O3复合量的影响,以及加入Al2O3颗粒和阳离子表面活性剂对阴极极化的影响,研究了氨基磺酸镍溶液中添加亚微米级Al2O3颗粒形成Ni-Al2O3复合镀层的共沉积过程,并分析了各参量之间的相互关系.结果表明:镍基亚微米Al2O3的共沉积符合两步吸附机理,且强吸附步骤为控制步骤;提高电沉积的阴极极化对亚微米在镀层中的复合有促进作用.     

电沉积纳米复合材料的研究与应用

纳米复合材料电沉积工艺是在金属电沉积过程中加入纳米颗拉,使其与金属共沉积,并通过控制适当的工艺条件,最终获得具有优良性能的纳米复合材料的过程。分析了电沉积过程中纳米复合材料的形成机理,综述了各种因素对复合电沉积过程的影响,介绍了复合沉积层的各种性能及应用。     

镀液组成对Ni-W合金电沉积的影响

采用电化学、分光光度、Ｘ 射线衍射和金相显微技术等方法研究Ｎｉ－Ｗ 合金电沉积电流效率、沉积层的组成、结构和表面形态。结果表明,随着镀液中钨酸钠浓度提高,合金沉积层中的Ｗ 含量变化不大,沉积电流效率提高;形成置换固溶体的合金沉积层Ｘ 射线衍射（ＸＲＤ）峰强度降低,趋于矮胖,２θ向低角度偏移;引起（１１１）晶面间距、晶胞参数和晶格畸变的增大,而显微晶粒尺寸减小;合金沉积层的电结晶生长形态逐渐呈均匀排列的团粒状。     

NdFeB磁体表面离子液体电沉积Al层的组织结构及耐蚀性能

NdFeB磁体表面电沉积铝可提高其耐蚀性,但无法在水溶液中进行。为此,在BMIC（1-丁基-3-甲基氯化咪唑）-AlCl3型离子液体中添加甲苯添加剂对NdFeB磁体恒流电沉积Al层。探讨了甲苯含量对电沉积Al层显微形貌及表面粗糙度的影响,研究了最佳甲苯含量离子液体电沉积Al层的耐蚀性。结果表明：在BMIC-AlCl3离子液体中添加20％甲苯,Al沉积层致密、平整,结合良好,甲苯的加入使Al沉积层的晶粒取向产生了变化,细化了晶粒,整平了沉积层;相对于纯离子液体电沉积灿层,添加20％甲苯所得Al沉积层的耐蚀性明显提高。     

声电化学法在炭织物表面制备的磷酸钙涂层及其对成骨细胞活性的影响

为了研究炭纤维增强羟基磷灰石(HA)复合材料对骨修复的影响,采用声电化学沉积法在炭纤维织物表面直接制备磷酸钙涂层。电解液为含钙、磷离子的溶液,初始pH值4.7,沉积温度50℃。借助红外光谱、扫描电子显微镜及能谱分析对涂层的结构、形貌、组分就行了研究,并选择人类成骨细胞(MG63)检测了材料的体外细胞相容性。结果表明,超声波的迭加使用改变了磷酸钙沉积层的组分和形貌,与传统的电化学工艺相比更具优势。MTS检测证明,用声电法沉积的磷酸盐涂层更大幅度地提高了成骨细胞的附着和增殖。     

纳米Ni-Al2O3复合层的超声-电沉积制备

采用起声-电沉积方法在常用金属表面制备纳米Ni-Al2O3复合层,在试验的基础上．研究了超声波机械扰动效应对电解液传质过程的作用．超声波空化效应对纳米粒子团聚的抑制作用,脉冲电参数对控制晶粒成核及生长的作用。获得了由镍晶(20～60nm)和纳米Al2O3粒子构成的纳米级复合层。     

添加剂对喷射电沉积纳米晶镍的影响

纳米晶体材料已成为国际前沿性研究热点,由于电沉积法在制备该材料方面具有独特优势,已引起了广泛关注,作者用XRD和TEM等方法对比研究了邻磺酰苯酰亚胺(糖精)添加剂对电解液喷射电沉积纳米晶镍沉积层微观结构和硬度的影响。结果表明,加入2．5g／L添加剂可使Ni沉积层晶粒尺寸由30nm减小至10nm左右,沉积层织构由原来的(220)织构转变为(111)(200)双织构,其显微硬度亦由HV371升至HV602。     

汽车齿轮钢电沉积Ni-TiN镀层的制备及耐磨性研究

采用直流电沉积、脉冲电沉积和超声波脉冲电沉积方法,在汽车齿轮钢20CrMnTi表面制备Ni-TiN镀层。利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计及摩擦磨损试验机等研究Ni-TiN镀层的微观组织、显微硬度和耐磨性能。结果表明,在超声脉冲电沉积获得的Ni-TiN镀层中,金属晶粒得到显著细化,组织结构最为致密,且TiN纳米微粒均匀分布于镀层中,Ni晶粒和TiN微粒的平均粒径分别为76.5和41.4nm。当电沉积时间为50min时,直流电沉积、脉冲电沉积和超声脉冲电沉积制得的Ni-TiN镀层显微硬度分别为841,882和923 Hv,超声波脉冲电沉积Ni-TiN镀层的耐磨性最优。