电沉积耐磨减摩纳米复合镀层的研究进展

纳米复合镀层比常规镀层具有更高的硬度和更加优良的摩擦学性能.评述了纳米复合镀层的电沉积工艺,包括纳米颗粒前处理、纳米颗粒添加量、电流、镀液pH值、镀液温度和搅拌方式等对镀层中纳米颗粒含量、镀层表面形貌及微观结构的影响,对纳米复合镀层摩擦学性能以及纳米颗粒耐磨减摩机理的研究进行了综述.     

黑Cr-C纳米复合功能镀层的制备及影响因素

研究镀液中纳米C颗粒浓度、电流密度、温度、搅拌方式等对复合电沉积Cr-C镀层性能的影响.利用扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）分析镀层表面显微组织及相结构,利用显微硬度计对复合镀层进行显微硬度测试.结果表明,调整工艺参数可获得表面结晶均匀致密的黑Cr-C纳米复合镀层,显微硬度最高达10.8 GPa,镀层中颗粒体积分数最高达8.82%.电沉积复合镀最佳工艺参数是：电流密度为100 A/dm2、温度为15 ℃、镀液中纳米C颗粒含量为10 g/L,采用超声波分散辅助慢速机械搅拌.     

工艺参数对Ni-纳米La2O3复合电沉积的影响

在氨基磺酸镍镀液中加入La2O3纳米颗粒,制备了Ni 纳米La2O3复合镀层.利用正交试验法研究了微粒悬浮量、电流密度、搅拌速度、温度等工艺参数对复合电沉积的影响,并用扫描电子显微镜对复合镀层的表面形貌进行了分析.结果表明,La2O3颗粒悬浮量对复合镀层La2O3共沉积量的影响最大;复合镀层中La2O3颗粒共沉积量越大、电流密度越小,其表面越平整、组织越致密.     

复合电沉积过程中的界面调控和界面结合研究进展

复合电沉积是一种获得功能镀层的表面防护技术。概述了界面调控与界面结合对复合镀层性能的重要影响。分析了提高界面结合能力的主要机理与方法,即:通过基体表面改性,如增加基体表面粗糙度、提高反应活性、提供外延生长条件和形成预镀层或转化膜层等,增强镀层与基体之间的机械结合、化学键合作用,进而提高镀层与基体间的界面结合力;通过颗粒改性,包括颗粒表面清洁、修饰与吸附等,以改变颗粒微观结构形态和荷电状态,利用静电机制、空间位阻机制和电胶束空间等理论来增强颗粒与颗粒间的分散能力、颗粒与金属离子间结合能力和颗粒所受电化学作用力等,从而提高颗粒与镀层之间的异质相界面结合能力。鉴于镍基复合电沉积的重要性以及颗粒改性对提高其界面结合的关键作用,综述了其颗粒改性工艺研究和影响,包括细化镍基复合镀层晶粒、改变颗粒表面接触状态、增加颗粒沉积量与其对镍基复合镀层性能的影响。最后对复合电沉积的界面调控和界面结合研究做了总结,指出现阶段还存在的问题,并展望了复合电沉积技术在界面调控和界面结合方面的研究发展方向。     

碳纳米管／锡基轴瓦合金复合减摩镀层的制备

采用复合电沉积方法在铜基轴瓦合金的表面制备碳纳米管/锡基轴瓦合金复合减摩镀层,研究了电沉积工艺参数对碳纳米管/锡基复合镀层的组织与性能的影响.结果表明,当阴极电流密度为1.5A/dm2,镀液中碳纳米管的质量浓度为2 g/L、镀液的pH值为1时,镀层生长良好,碳纳米管分布均匀.     

镀液中纳米颗粒浓度对n-Al2O3/Ni复合电沉积的影响

利用电沉积方法制备了n-Al2O3/Ni复合镀层.研究了镀液中添加不同纳米颗粒浓度对复合镀层沉积速率、电流效率、镀层中纳米颗粒共析量、表面形貌及腐蚀电位的影响.研究表明,随着镀液中纳米颗粒浓度提高,镀层中的纳米颗粒共析量也随之提高,在20 g/L时趋于稳定;沉积速度和电流效率先增后降,在30 g/L时达到最大;纳米颗粒的加入改变并细化了镀层的表面形貌;当纳米颗粒浓度20 g/L和30 g/L时镀层表现出较好的耐腐蚀性能.     

纳米稀土CeO2掺杂对Ni-Fe-Co-P合金镀层性能的影响

利用喷射电沉积技术制备了Ni-Fe-Co-P-CeO_2复合镀层。通过SEM、XRD、EDS等测试了复合镀层的表面形貌、截面形貌、物相结构和组成成分,同时,表征了复合镀层的硬度、耐磨和耐蚀性能,探究和分析了纳米稀土CeO_2颗粒浓度对镀层性能的影响。结果表明:该多元复合镀层为非晶态结构;随着镀液中CeO_2颗粒浓度的增加,复合镀层的显微硬度、耐磨性和耐蚀性均呈先增强后减弱的趋势;镀液中CeO_2颗粒浓度为1 g/L时,复合镀层的表面均匀致密,其HV_(0.1)显微硬度达到最大值5982 MPa,且具有最优的耐磨和耐蚀性能。     

喷射电沉积技术制备Co-Cr_3C_2复合镀层的工艺优化

为提高微米级硬质陶瓷颗粒在金属基复合镀层的含量,制备性能优异的防护性镀层,采用喷射电沉积的方法在直流电压下制备了Co-Cr_3C_2复合镀层,利用控制变量法探讨了电流密度、固体颗粒用量、镀液流量以及喷枪移动速度等对镀层中颗粒含量及镀层性能的影响,并分析了各因素的影响机理。同时,分别采用能谱仪、显微硬度计和摩擦磨损试验机对复合镀层的成分、硬度和摩擦因数进行分析,最终确定了制备该复合镀层的较优工艺参数。结果显示:喷头移动速度对颗粒复合量的影响最为显著;颗粒复合量越大,复合镀层硬度越高、摩擦因数越低;在较优工艺参数下制备的Co-Cr_3C_2复合镀层的Cr_3C_2颗粒含量高达23.6%。     

摩擦喷射复合电沉积技术研究

摩擦喷射复合电沉积技术是新近发展起来的一种高速电沉积技术，该技术具有沉积速度快、镀厚能力强、镀层性能优良等特点。本文介绍了该技术的原理、特点，探讨了工艺因素对镀层质量的影响，并对该技术今后的发展提出了建议。     

T91钢表面复合电沉积Ni/CrAl镀层的工艺研究

采用复合电沉积法在T91钢表面制备Ni/CrAl镀层,研究了CrAl微粒在镀层中的含量与搅拌强度、镀液pH值、电流密度及温度的关系,确定最佳工艺参数为:电流密度2.5～4.5A/dm2,pH值4～4.5,温度30℃。采用该工艺制备了较高CrAl含量的复合镀层,并对工艺参数影响复合电沉积的机理进行了简单探讨。     

替代电镀铬的碳化硅类复合电镀技术研究进展

针对目前工业应用中对替代电镀铬工艺的绿色表面技术需求,介绍了物理气相沉积、热喷涂、冷喷涂、超高速激光熔覆、复合电镀技术的原理、特点、应用,以及替代电镀铬工艺的优势和局限性,重点对碳化硅类材料复合镀技术的研究进展进行了综述,介绍了Ni-SiC、Cu-SiC、Zn-SiC、Ni-P-SiC、Ni-SiC-GO镀层的主要应用...     

等离子喷涂典型耐磨涂层材料体系与性能现状研究

等离子喷涂作为重要的热喷涂技术之一,在零件表面强化处理与再制造损伤修复领域具有广泛的应用.由于不同机械零部件工作环境(温度、转速、腐蚀环境、润滑状况等)、基体材质及运动形式等因素存在较大的差异,因而通常需根据其具体服役工况选择最优的表面强化涂层,以满足零件表面摩擦学性能需求,提升机械装备的综合服役性能.基于此,对国内外采用等离子喷涂技术所制备的典型耐磨涂层的材料体系及涂层性能进行了详细地综述,系统介绍了组织成分、物相结构、力学性能、服役工况等因素对典型涂层(包括金属基涂层、陶瓷基涂层及多相复合涂层等)摩擦学性能的影响机理.结果表明,涂层的摩擦学性能受到涂层自身特性相关的内因(包括孔隙率、力学性能、组织成分等)和服役工况相关的外因(包括载荷、频率、润滑状态、工作介质等)的影响;典型金属基耐磨涂层包括Fe基、Ni基和Mo基涂层等,通过表面处理、后处理和工艺优化等手段,可显著改善涂层的摩擦学性能;采取不同的喷涂方式因颗粒熔化程度差异,使陶瓷基涂层产生不同的磨损程度;针对纳米、微米结构的陶瓷基涂层进行对比分析,发现纳米涂层通过吸收应力而降低磨损;复合涂层通过添加润滑相能够降低其摩擦因数、减轻涂层磨损,其中相较于单一润滑相,多组润滑相能通过发挥协同润滑效果,使涂层在不同温度区间下保持良好的耐磨性.最后,对等离子喷涂涂层耐磨性能的提升和优化方向进行了展望.     

换向脉冲喷射电沉积制备Co-Cr3C2复合镀层的工艺探讨

目的：有效解决利用喷射电沉积在直流电流下制备的复合镀层存在的镀层表面粗糙,尤其当硬质颗粒尺寸达到微米级时,表面恶化程度尤为严重的问题。方法将换向脉冲电流取代直流电流应用于喷射电沉积,制备颗粒尺寸达到微米级的Co-Cr3C2复合镀层,通过分析复合镀层组织形貌、硬度和耐磨性等,探讨换向脉冲电参数对复合镀层颗粒复合量、镀层表面粗糙度以及镀层性能的影响,并对其影响机理进行分析。结果在保持颗粒较高含量复合的同时提高镀层表面平整度,通过控制脉冲电参数,制备出复合微米级Cr3C2颗粒平整、颗粒质量分数为11%的Co-Cr3C2复合镀层。结论 Cr3C2颗粒的复合量越高,镀层性能越优异,但镀层表面也更加粗糙,换向脉冲电流的反向过程可发生共沉积的逆过程,利用脉冲电流不仅对复合镀层起到整平的作用,同时可以提高颗粒在复合镀层中分散的均匀性,使复合镀层的表面形貌以及性能均得到明显改善。     

等离子熔覆技术的研究现状及展望

等离子熔覆技术是一种高效且应用广泛的表面处理技术,具有与基体结合良好、设备成本低、工作环境无污染及操作简单等优点。从等离子熔覆工艺参数研究、等离子熔覆合金涂层、等离子熔覆颗粒增强金属基复合涂层、等离子熔覆层质量调控方法、等离子熔覆技术应用等五个方面,介绍了等离子熔覆技术当前的发展概况。其中,关于等离子熔覆工艺参数研究方面,阐述了熔覆电流、离子气体流量、送粉气体流量、粉末送粉量、焊枪摆动幅度、焊接速度、喷嘴与工件之间的高度及多道搭接时搭接率等参数对涂层组织性能的影响;在等离子熔覆合金涂层方面,介绍了等离子熔覆用合金粉末及其引入方式的研究进展;在等离子熔覆颗粒增强金属基复合涂层方面,叙述了增强颗粒及其添加方式的最新研究成果;在等离子熔覆层质量调控方法部分,阐述了预热缓冷、热处理、外加磁场、机械振动、超声波辅助、加入变质剂及添加稀土元素等手段对熔覆层的质量调控作用;在等离子熔覆技术应用方面,介绍了等离子熔覆技术在矿山机械、汽车零部件再制造以及阀门修复等领域的应用。最后对等离子熔覆技术的应用前景及发展趋势做出了展望。     

Ni/LaNi5多孔复合电极的制备及其析氢电催化性能

先电沉积Ni-Zn合金镀层,然后用浓碱将镀层中的锌脱溶,得到多孔镍,最后采用复合电沉积将LaNi5镶嵌到多孔镍表面,制备成Ni/LaNi5多孔复合电极。采用稳态极化曲线和交流阻抗谱对电极的电催化析氢性能进行了评价,并运用恒电位间歇电解和长时间电解,开路电位等研究了电极的电析氢稳定性。结果表明:Ni/LaNi5多孔复合电极的析氢表观交换电流密度分别是镍和多孔镍的172倍和26倍;多孔复合电极中的LaNi5具有稳定电极的作用,该电极比多孔镍具有更优异的抗断电性能。     

基体表面异质材料滚动接触疲劳性能与失效机理的研究进展

滚动接触疲劳性能是评价膜层性能的重要指标之一。影响零件滚动接触疲劳性能的因素主要分为膜层自身结构完整性和服役条件两大类。膜层自身结构完整性又受制于涂覆工艺、材料体系、后处理方式等因素。在服役工况确定的情况下,膜层自身结构完整性对零件的接触疲劳性能起决定性的作用。不同的涂覆工艺、材料体系、后处理方式对零件的滚动接触疲劳性能及失效机理的影响不尽相同。本文综述了涂覆工艺、材料体系、后处理方式对基体表面异质材料滚动接触疲劳性能与失效机理的影响,发现对滚动疲劳失效机理也存在作用。最后,总结了目前关于膜层滚动接触疲劳研究中存在的问题,探讨了解决问题的方法,以期为基体表面膜层的接触疲劳寿命预测奠定良好的基础。     

电机轴承防护措施及Al2O3陶瓷绝缘涂层研究现状

讨论了避免电机轴承电蚀失效的主要防护措施,包括安装接地碳刷疏导轴电流、使用绝缘轴承截断轴电流这两类方式,并对其优缺点分别进行了阐述.针对绝缘轴承,着重分析了Al2O3陶瓷涂层的热喷涂工艺(粉末粒径、喷涂参数等)、涂层结构(表面形貌与微观组织)以及涂层性能(力学性能、摩擦性能、绝缘性能)三者间的关系,介绍了通过掺杂其他金属阳离子氧化物或纳米结构粉末对涂层性能进行改性的方法.在此基础上,对绝缘轴承Al2O3陶瓷涂层制备技术存在的难点进行了分析,总结了存在的主要问题.最后对绝缘轴承Al2O3陶瓷涂层制备技术的发展趋势进行了展望.     

镁合金微弧氧化复合膜研究进展

微弧氧化（MAO）表面处理技术常用于改善镁合金的特定性能,但MAO膜容易产生微孔和微裂纹从而降低镁合金的耐蚀性。为了提高镁合金微弧氧化膜的使用寿命,主要综述了国内外MAO工艺过程调节措施和MAO膜后处理技术的最新研究进展,重点介绍了近年来国内外镁合金MAO复合膜的研究热点。着重介绍了通过工艺过程调节提高镁合金MAO膜长期保护性能的几项措施：通过电参数和电源类型调节协同电解液成分调整提高MAO膜耐蚀性;通过加入电解液添加剂提高MAO电解液稳定性和电导率;利用具有自封孔作用的添加剂可以参与成膜的特点提高MAO膜致密性;通过复合工艺在MAO膜传统封孔后进一步封闭孔隙。此外,详细介绍了包括疏水涂层、化学镀、类金刚石涂层、生物膜涂层等复合膜工艺的研究进展,强调了复合膜不仅耐蚀性高而且具有功能化应用前景：超疏水复合膜对镁基底具有主动的腐蚀保护作用,超疏水膜协同MAO膜可以提高表面的疏水性;镀镍层致密无微孔且与MAO膜交错咬合能够改善镁MAO膜的导电性和耐蚀性;MAO涂层代替金属缓冲层能够提高类金刚石涂层和基体界面结合强度;生物复合涂层不仅耐蚀性高还具有促进细胞增殖和分化生物活性的作用。最后,基于镁...     

热喷涂Fe基非晶涂层耐腐蚀性与孔隙率研究进展

热喷涂Fe基非晶合金涂层的综合性能优异,特别是在耐磨、耐腐蚀方面具有传统晶体材料无可比拟的优势,因而广泛应用于材料表面的防护领域。然而热喷涂涂层为典型的层状结构,涂层内部会存在一定量的孔隙,致使涂层耐腐蚀性能下降。首先介绍了热喷涂Fe基非晶涂层的腐蚀机理及其影响因素,总结了热喷涂涂层孔隙产生的机制、分类和影响因素。接着重点介绍了孔隙与热喷涂Fe基非晶涂层耐腐蚀性之间关系的研究进展。最后,通过对热喷涂涂层的形成过程与孔隙形成机理进行分析,粒子铺展变形能力差是显著影响涂层形成时粒子相互嵌套叠加和变形能力的主要原因。所以,Fe基非晶涂层可以从改变喷涂粉末成分和粒度、第二项粒子加入及喷涂工艺参数优化等措施,来改善粒子铺展变形能力,提高致密度。采用激光快速表面重熔技术对涂层微表层进行快速重熔处理,同样可以达到降低涂层孔隙率、提高涂层耐腐蚀性的目的。