镍基纳米碳管/二氧化钛复合镀层的制备及性能

为了改善金属基材的表面性能,以钛铁矿为原料,利用微波等离子体化学气相沉积法制备了纳米碳管/二氧化钛复合粉体.采用复合电泳电沉积法在不锈钢基体表面制备了镍基纳米碳管/二氧化钛复合镀层;利用扫描电镜、X射线衍射仪、数显维氏硬度计和电化学测试等手段研究了纳米碳管/二氧化钛复合粉体对复合镀层结构和性能的影响.结果表明纳米碳管/二氧化钛复合粉体的加入有效地减小了复合镀层中镍的晶粒尺寸,促进了金属镍沿(111)晶面择优取向生长,改变了镍的电沉积层结构,提高了镀层的硬度,改善了镀层的耐腐蚀性能;在复合粉体的作用下,复合镀层的硬度与纯镍镀层相比提高了110%,腐蚀电位正移了23mV,腐蚀电流密度减少了0.991微安/平方厘米.     

镍基纳米碳管复合镀层的摩擦磨损性能

利用化学镀方法制备镍基纳米碳管复合镀层,用扫描电镜分析了镀层的表面形貌,并用销-盘式磨损试验机研究了复合镀层在干摩擦条件下的摩擦磨损行为.结果表明:纳米碳管均匀地嵌入在镍基体中,镍基纳米碳管复合镀层具有优良的耐磨性能;由于纳米碳管的自润滑作用,复合镀层的摩擦系数随着纳米碳管体积分数的增加而逐渐降低.     

Cu-Zn合金仿生耦合表面的疏水性能

采用模板法对Cu-Zn合金形态、结构、成分耦合表面仿生制备工艺及其疏水性能进行了研究。模板去除后,表面形成了相间密布的纳米级纯Cu突起及球形洞穴。研究表明:形态、结构、成分的仿生耦合可以使Cu-Zn合金表面由亲水转变为疏水,随着深径比ξ的增加以及水滴下固体面积分数Φs的减少,实际接触角从82.5°增加到了126.1°,实际接触角的变化服从Cassis-Baxter模型。     

Ni-ZrO2纳米复合镀层研究进展

综述了Ni-ZrO2纳米复合镀层的研究现状,重点阐述镀层的沉积机理.从镀层的组织结构出发,探讨其特殊的硬度、耐磨性、抗疲劳性、抗高温氧化性及耐蚀性,以及影响镀层沉积的主要工艺参数,分析了Ni-ZrO2纳米梯度复合镀层.分析认为,Ni-ZrO2纳米复合镀层的研究尚存在较大的发展空间,应进一步优化镀层的综合性能,拓展其在工程领域中的应用.     

纳米SiO2颗粒镍基复合刷镀层组织与磨损特性

应用电刷镀技术制备含有纳米SiO2的镍基复合镀层,测试了该镀层的显微硬度和摩擦磨损性能,分析了纳米陶瓷颗粒沉积量对镀层摩擦磨损性能的影响,研究了复合镀层表面形貌、陶瓷颗粒分布的特点．试验结果表明,纳米陶瓷颗粒复合镀层比快镍镀层具有更高的显微硬度和良好的耐磨性．     

形态/柔性材料二元仿生耦合增效减阻功能表面的设计与试验

通过研究水生生物在流体介质运动中,皮肤可随着流体载荷的变化而发生动态变化,并与皮下组织特有的非光滑结构形成动态耦合,形成具有特定功能的表面的现象,并依据仿生学相似原理,提出一种形态/柔性材料二元耦合功能表面设计的新思想,称之为仿生耦合功能表面(BCFS),该功能表面由不同属性的双层材料构成,利用面层材料的弹性变形以及面层材料与基底材料表面上仿生非光滑结构的耦合,对流体进行主动控制,实现增效减阻功能。探索了将这种仿生耦合功能表面(BCFS)在典型流体机械-泵上面的实现方法,并以效率为目标,进行了仿生耦合功能表面增效减阻功能的试验,试验结果表明,采用这种耦合功能表面的仿生耦合水泵,效率提高了5%以上。     

Ni-P/纳米TiO2复合镀层的制备与性能

采用电泳沉积-化学镀两步法制备了化学镀Ni-P/纳米TiO2复合镀层,研究了电场强度、电流及电泳时间对电泳工艺的影响,确定了合适的化学镀工艺参数,用X射线衍射和扫描电镜对复合镀层的结构进行分析,测试了复合镀层的显微硬度,用甲基橙为模型反应物对复合镀层进行光催化降解实验.实验结果表明,纳米TiO2颗粒在复合镀层中分布均匀,在镀态下和经过热处理后复合镀层显微硬度均高于化学镀镍磷合金,复合镀层催化效果与纳米二氧化钛涂层相当.     

激光制备仿生耦合制动毂的摩擦磨损性能

为提高汽车用灰铸铁制动毂的耐磨性和使用寿命,运用仿生耦合原理,采用激光雕刻技术在灰铸铁表面加工出点状、条纹状和网格状的非光滑单元体。研究了单元体的显微组织,不同激光加工能量、不同单元体形态的仿生非光滑试样的摩擦磨损性能,以及仿生耦合制动毂在实际工况条件下的使用情况。试验结果表明:仿生耦合制动毂具有优良的耐磨性和较高的摩擦系数,在实际工况下比普通制动毂寿命提高50%以上。     

Ni-SiC复合镀层的热稳定性和耐蚀性

用电沉积方法在钢上获得Ni SiC复合镀层 ,研究了Ni SiC复合镀层在 85 0℃的热稳定性及通过极化曲线的测定 ,对钢基体、Ni层、Ni SiC层耐蚀性进行比较 .结果表明 ,SiC在 85 0℃加热保温半小时时SiC不分解 ,Ni SiC复合镀层的耐蚀性最好 ,Ni镀层次之 ,钢基体最差 .     

表面活性剂对电沉积纳米WO3-Cu复合镀层组织及其性能的影响

为了解不同表面活性剂对纳米复合电沉积过程的作用,研究常用的阴离子、阳离子和非离子表面活性剂对WO_3-Cu复合镀层电沉积过程的影响。采用扫描电子显微镜和能谱分析仪分析添加表面活性剂前后镀层表面微观形貌和镀层成分的变化,通过润湿性试验、自清洁试验、耐磨性试验和光催化试验分别评价表面活性剂对WO_3-Cu复合镀层润湿性能、自清洁性能、耐磨性能和光催化性能的影响。结果表明:表面活性剂可有效改变WO_3纳米颗粒在镀层中的沉积和镀层的表面形貌,其中阳离子和非离子表面活性剂联合添加时制备的复合镀层中WO_3含量达到最高值25.9%;经氟化处理后,其镀层表面接触角可达155°;与纯铜相比,复合镀层有良好的自清洁性、耐磨性和光催化性。     

凹坑型仿生形态环块样件耐磨性能

利用试验优化设计技术,设计了9种环块样件表面凹坑形态的尺寸与分布,采用激光图形雕刻技术,在模型样件的表面加工形成了9种不同的微观凹坑型仿生形态;在相同的试验参数条件下,完成了光滑与凹坑型仿生形态环块样件的摩擦、磨损性能的对比试验;根据试验前后环块样件总体重量的测量结果,计算出了10种环块样件试验前后的磨损量、磨损率,进行了光滑环块样件与凹坑型仿生形态环块样件磨损量与磨损率的对比分析;利用正交试验设计,进行了凹坑型仿生形态环块样件磨损量与磨损率的极差分析。试验证明,在润滑状态下,具有凹坑型仿生形态的环块样件的耐磨性能均高于光滑样件;凹坑直径为100μm,凹坑横向间距为450μm,凹坑纵向间距为350μm时的耐磨效果最佳。     

聚四氟乙烯、石墨等粒子与镍磷化学共沉积复合镀层的研究

由化学镀得到的聚四氟乙稀、石墨、氟化石墨、硫化钼及氟化钙粒子等与镍磷一起沉积的五类自润滑复合镀层。在环块试验机及销盘试验机上研究了其摩擦磨损特性。得出其摩擦系数与抗磨性、试验负荷、粒子含量和镀层的热处理与否有关。与淬火GCr15和氮化过的钢相比,自润滑复合镀层具有低的摩擦系数,比之纯Hi-p镀层其摩擦系数也较低。 由AES和SEM对磨损表面进行分析,当表面的Ni-p逐步磨去时,固相润滑粒子逐步暴露。对细粒子来说(如小于2μm的PTFE)能在对磨件表面形成转移膜,降低摩擦系数,其磨损率略有提高。但如粒子过大(如大于2μm的石墨)则石墨粒子压延并抛光,或碎裂脱落,也能转移并降低摩擦,但使磨损量大为增加。     

Morphology and tribological properties of Ni/n-SiO_2 composite coatings by pulse-reverse current brush-plating

1INTRODUCTION Pulse reversecurrent(RC)platingisanew technologycomingwithpulsecurrent(PC)andre versecurrent.Onthisaspect,earlierstudiesmani festedthat[16],intheconditionofRC,theeffectofelectricdoublelayerwasrestrained,thecontrol ofcrystallinegrowthwasenfor…     

Morphology and tribological properties of Ni/n-SiO2 composite coatings by pulse-reverse current brush-plating

Ni/n-SiO₂ composite coating was electrodeposited by brush-plating with pulse-reverse current(RC). The morphology, hardness, and tribological properties of the coating were investigated and compared with those of Ni and composite coatings electrodeposited with direct current (DC). The results indicate that Ni/n-SiO₂ composite coating electrodeposited by RC, because of RC and the nano powders, has denser coating, finer crystal grains, higher hardness (HV650.0, nearly 1.5 times higher than that of Ni coating electrodeposited by DC) and lower friction coefficient (nearly 0.62), as a result, in the wearing experiment, the Ni/n-SiO₂ composite coating electrodeposited by RC has the least worn loss. So this kind of coating has better wear resistance. And RC electro brush-plating can be used as a new technology of brush-plating in the area of wear resistance. Foundation item: Project (50235030) supported by the National Natural Science Foundation of China; Project (51489020104JS9102) supported by the National Key Laboratory for Remanufacturing     

新疆岩蜥三元耦合耐冲蚀磨损特性及其仿生试验

选取新疆岩蜥为典型动物,以形态、结构、材料作为因素设计仿生耦合试样,通过喷砂试验检验耦合试样表面的冲蚀磨损特性。喷砂试验选用粒径为1000μm的Al2O3颗粒为磨料,对LY12硬铝合金与45#钢为基底的仿生耦合试样进行试验。结果表明,在冲蚀时间为180 s,入射角为30°,入射距离为200 mm,空气压力为0.4 MPa条件下,耦合试样耐冲蚀磨损性能较对照试样提高18.7%。耦合试样特征因子最优组合为以LY12硬铝合金为基底材料,非光滑单元形态的形状为圆形凹坑、直径为3 mm,单元间距为6 mm的规则分布,表面涂层(Al2O3+13%TiO2)厚度为100μm。     

Tribological properties of electroless Ni-P-SiC composite coatings in rolling/sliding contact under boundary lubrication

Ni-P-SiC composite coatings were prepared under a given bath composition and operation parameters of electroless plating. The tribological properties of the Ni-P-SiC composite coatings after annealing at 400℃ for 1 h were tested in rolling/sliding contact under boundary lubrication condition using a two-roller tribometer. The measurement contained friction coefficient, contact surface temperature, contact electrical resistance, and wear rate of the Ni-P-SiC composite coatings under various slide to roll ratios, loads, and rolling speeds. For the simultaneous examination of the effect of the chosen parameters on the tribological properties of the Ni-P-SiC composite coatings, an orthogonal regression experimental design method was used.     

脉冲电沉积Ni-SiC复合镀层的组织形貌与性能研究

利用直流(DC)和脉冲(PRC)两种电沉积方法制备了Ni-SiC复合镀层.利用X射线衍射仪(XRD)检测了镀层的微观结构与性能,通过扫描电镜(SEM)观察了镀层的表面形貌.结果表明:脉冲方法得到的纯镍镀层和复合镀层结晶晶粒更细小均匀,表面更致密平整.当镀层中SiC含量约为10.6%时脉冲镀层的宏观残余应力较直流镀层降低19.5%,硬度提高6.6%.     

激光熔覆Fe基非晶／纳米晶复合涂层的组织与性能

对以激光熔覆方式在45钢基体上制备的FeNiSiBVRE非晶涂层进行激光晶化,制备非晶／纳米晶复合涂层.利用X射线衍射仪、透射电镜、扫描电镜和磨损试验机研究非晶／纳米晶复合涂层的组织与性能.研究结果表明,涂层存在着分层结构,组成相有晶化相、非晶相和纳米晶相;涂层底部和顶部的显微组织由大量的稀土树枝晶、板条状硼化物和粒状碳化物组成,涂层中部的显微组织是由大量的纳米晶相镶嵌在非晶基体上构成.与没有进行激光晶化的非晶涂层相比,涂层的耐磨损性能下降.其磨损机制以粘着磨损和剥层磨损为主.     

Influence of current density on nano-Al_2O_3/Ni+Co bionic gradient composite coatings by electrodeposition

Metal and nano-ceramic nanocomposite coatings were prepared on the gray cast iron surface by the electredeposition method. The Ni-Co was used as the metal matrix, and nano-Al2O3 was chosen as the second-phase particulates. To avoid poor inter-face bonding and stress distribution, the gradient structure of biology materials was found as the model and therefore the gradient composite coating was prepared. The morphology of the composite coatings was flatter and the microstructure was denser than that of pure Ni-Co coatings. The composite coatings were prepared by different current densities, and the 2-D and 3-D morphologies of the surface coatings were observed. The result indicated that the 2-D structure became rougher and the 3-D surface density of apices became less when the current density was increased. The content of nanoparticulates reached a maximum value at the current density particles caused dispersive strengthening and grain refining.