基于BP-PID温控系统优化Cu-SiO_2复合镀层的形貌与性能

采用单因素试验法,考察了温度对Cu-SiO_2复合镀层的形貌、显微硬度和耐磨性的影响。以得到的影响规律为依据,设计了一种基于BP-PID的温控系统。该温控系统由控制器实时采集镀液温度,根据预设值与实测值的偏差,通过BP-PID算法输出控制信号,实现精准调控镀液温度,优化Cu-SiO_2复合镀层的形貌与性能。     

表面活性剂对Cu-SiO_2复合镀层性能的影响

分别添加十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵和聚乙二醇,制备Cu-SiO2复合镀层。考察了表面活性剂的带电性质与添加量对Cu-SiO2复合镀层的显微硬度及耐磨性的影响。结果表明:添加十二烷基硫酸钠获得的Cu-SiO2复合镀层的显微硬度相对较高且耐磨性较好。     

工艺条件对电沉积Cu-SiO2复合镀层形貌与硬度的影响

采用电沉积方法制备Cu-SiO2复合镀层,并研究了搅拌速率、电流密度和电流施加方式对其形貌与硬度的影响。结果显示:随着搅拌速率的提高,复合镀层的形貌先趋好后变差,硬度先升高后降低;而随着电流密度的增加,复合镀层的形貌呈现逐渐变差的趋势,硬度近似线性降低;在同等条件下,电流以脉冲形式施加有利于改善复合镀层的形貌,密实组织结构,提高硬度。     

电沉积Ni-TiB2复合镀层性能的研究

用复合电沉积方法制备Ni-TiB2复合镀层.与纯Ni镀层对比,考察了TiB2对复合镀层显微硬度、摩擦磨损性和耐蚀性的影响.结果表明:当镀液中TiB2的质量浓度为25 g/L时,复合镀层维氏硬度达到6 400 MPa,较纯Ni镀层5200 MPa增加了23%左右;当镀液中TiB2的质量浓度为15 g/L时,测试条件下复合镀层磨损质量为0.11 mg,耐磨性比纯Ni镀层提高了约5倍;当镀液中TiB2:的质量浓度为15 g/L时,在3.5%的NaCI溶液中测得复合镀层Jcorr为1.123μA/cm2,为纯Ni镀层的25%左右,其耐蚀性也得到了提高.     

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。     

超声波对电沉积复合镀层的影响

与纯金属和合金镀层相比,复合镀层具有更加致密的结构及更加优良的综合性能,已引起了国内外学者的广泛关注。在电沉积复合镀层的过程中引入超声波,不仅能改善镀液中微粒的分散度并降低微粒的团聚,还能进一步提高复合镀层的性能。介绍了超声空化效应对复合镀层性能的影响机制。     

超声波-电沉积Ni-Al_2O_3复合镀层的表面形貌及组织结构

采用超声波-电沉积方法在金属基体上制备纳米Ni-Al2O3复合镀层。研究了超声波频率、功率对制备复合镀层的影响。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）对镀层微观组织、表面形貌进行观察和分析。结果表明：超声波的作用可有效解决纳米Al2O3微粒在镀液中的分散问题,使纳米Al2O3微粒均匀分布在复合镀层中,促进纳米Al2O3微粒与镀层基质金属的共沉积,并细化基质金属Ni的晶粒,获得了由镍晶（20~40 nm）和纳米Al2O3微粒构成的纳米复合镀层。     

超声波功率对电沉积Co-Mo-P镀层性能的影响

采用超声波辅助电沉积工艺在20#钢基体上制备Co-Mo-P镀层,并研究超声波功率对Co-Mo-P镀层的形貌、成分、厚度、硬度、耐磨性能、耐腐蚀性能和磁性能的影响规律。结果表明：不同超声波功率下电沉积的Co-Mo-P镀层致密性和厚度存在差异,导致硬度、耐磨性能、耐腐蚀性能和磁性能差别较大。超声波功率为150 W时电沉积的Co-Mo-P镀层成分较均匀,孔洞缺陷少且晶粒结合更紧密,其厚度、硬度、电荷转移电阻、最大相位角、矫顽力和饱和磁化强度分别达到11.4μm、460.5 HV、3623.2Ω·cm²、68.2°、769.3 Oe、92.7 A·m²/kg,摩擦系数仅为0.52,相比于常规Co-Mo-P镀层表现出高硬度、优良的耐磨性能、耐腐蚀性能以及磁性能。由于在一定范围内提高超声波功率起到较好的强化扩散传质效果,细化晶粒并促使晶粒结合更紧密,Co-Mo-P镀层的厚度增加,致密性逐步改善,因此其性能提高。     

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。     

脉冲电沉积Ni-ZrO2复合镀层形貌的研究

着眼于优选电沉积工艺条件,以期制备出良好形貌的复合镀层,系统考察了峰值电流密度、占空比和微粒的质量浓度对脉冲电沉积Ni-ZrO2复合镀层形貌的影响。结果表明:Ni-ZrO2复合镀层的形貌质量随峰值电流密度的增加和微粒质量浓度的升高呈现出先改善后恶化的趋势,但随占空比的增大逐渐变差。在峰值电流密度7A/dm2,占空比20%,微粒的质量浓度20g/L的条件下,所得Ni-ZrO2复合镀层的形貌质量最优。     

超声辅助电沉积制备Ni-SiO_2纳米复合镀层及耐蚀性能研究

利用超声辅助直流电沉积制备了Ni-SiO_2纳米复合镀层。采用X-射线衍射和扫描电镜对复合镀层的微观组织和表面形貌进行了表征;利用电化学工作站,研究了不同纳米SiO_2浓度下复合镀层在3.5%Na Cl溶液中的耐蚀性能;利用接触角测量仪测量了接触角。结果表明,纳米SiO_2颗粒的加入,改善了镀层的表面形貌,提高了镀层的耐蚀性能。当镀液中的纳米SiO_2颗粒质量浓度达到5 g/L时,其表面形貌致密,接触角最大,耐蚀性能最佳。     

脉冲电源对电沉积复合镀层的影响

随着脉冲电源开始取代直流电源应用到电沉积领域中,研究发现脉冲电源与复合电沉积的结合,使所制备的复合镀层组织结构得以改善,性能也明显提高。在脉冲复合电沉积中,脉冲占空比和脉冲峰值电流密度是两个重要的技术参数,对脉冲占空比和脉冲峰值电流密度对电沉积复合镀层的影响进行了分析和总结,为脉冲复合电沉积的研究和应用提供借鉴和参考。     

微粒的导电性对复合镀层结构与性能的影响

在复合电沉积过程中辅助施加超声波搅拌,制备出Ni-Al和Ni-Al2O3两种复合镀层。借助扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计和摩擦磨损试验机研究了微粒的导电性对复合镀层形貌、相结构及性能的影响。结果表明:微粒的导电性对复合镀层的形貌、相结构和显微硬度均有一定影响,但对耐磨性的影响不明显;添加惰性微粒有利于获得形貌良好、结构致密、显微硬度较高的复合镀层。     

（Fe—Ni）—MoS2自润滑复合镀层的制备及性能研究

在酸性氯化物电解液中进行了ＭｏＳ２微粒与铁、镍共沉积的试验，确定了制备（Ｆｅ－Ｎｉ）－ＭｏＳ２复合镀层的最佳工艺参数。对所得到的复合镀层的摩擦磨损特性进行了研究。结果表明：铁镍合金镀层中弥散分布着６．４１ｗｔ％的ＭｏＳ２微粒后，与Ｆｅ－Ｎｉ合金镀层，４５＾＃淬火钢和球墨铸铁相比，其摩擦系数和损率显著降低，镀层的摩擦磨损性能得到改善。     

电沉积(Fe-Ni)-Al_2O_3复合镀层及其摩擦磨损性能的研究

对(Fe-Ni)-Al_2O_3复合镀层的制备工艺及其摩擦磨损性能进行了试验研究。结果表明,根据传统的电镀工艺,悬浮在酸性氯化物电解液中的Al_2O_3,微粒能与Fe、Ni共沉积形成(Fe-Ni)-Al_2O_3复合镀层,通过正交试验,确定了制备复合镀层的最佳工艺参数。与Fe-Ni合金镀层和45~#淬火钢相比,(Fe-Ni)-Al_2O_3复合镀层具有良好的耐磨性和减摩性。     

Ni-ZrO2复合镀层的结构表征

采用复合电沉积制备Ni-ZrO2复合层。采用X-射线衍射检测ZrO2的加入对镍镀层结构的影响,如衍射峰的强度、金属电沉积时晶粒的择优取向。测试表明,Ni和ZrO2各自在特定的角度分别出现其独特的衍射特征峰,互不干扰,镀层中ZrO2含量增高,衍射强度变强。ZrO2在镀层的掺杂,镀层的晶粒尺寸由29.29 nm降至21.78 nm,镀层晶粒细化。