Zn-Fe-SiO2复合镀层的性能研究

分别采用硫酸盐体系和氯化物体系的最佳工艺条件电沉积制备了高铁(Fe mass%＞1%)和低铁(Fe mass%＜1%)的Zn-Fe-SiO2复合镀层,并系统测试了不同厚度Zn-Fe-SiO2复合镀层的耐蚀性、结合力、孔隙率和氢脆性等综合性能,同时与电镀Zn及Zn-Fe合金进行了对比.实验结果表明Zn-Fe-SiO2复合镀层的耐蚀性及其它综合性能均优于Zn-Fe合金镀层和Zn镀层.因此,相对于电镀Zn及Zn-Fe合金,电沉积Zn-Fe-SiO2复合镀层技术具有先进性,应用前景良好.     

占空比对高频脉冲电沉积( Ni-Co) / 纳米 Al2O3复合镀层的影响

采用高频脉冲电沉积法制备(Ni-Co)/纳米Al2O3复合镀层,研究了占空比对复合镀层沉积速率、成分、形貌及表面显微硬度的影响。结果表明:随着占空比由0.3提高至0.5,复合镀层的沉积速率增加,晶粒尺寸变大,表面变粗糙,并且Co含量降低,Ni含量增加,纳米Al2O3颗粒含量变化不明显,Co含量的降低导致硬度降低。     

V，Ru共掺杂NiS2 高尔夫微球作为碱性介质析氢反应的高效电催化剂

通过溶剂热法和滴钌法(室温)将钒和钌引入到NiS₂中,并制备了包覆在泡沫镍上的V,Ru共掺杂NiS₂微球(V, Ru)-NiS₂/NF电催化剂。通过硫化过程产生粗糙的高尔夫球状结构暴露出丰富的活性位点,此外,钒和钌的协同作用可以优化NiS₂的电子结构,提供额外的催化活性位点,进一步增强本征催化活性。泡沫镍的加入对催化材料起到支撑作用,避免聚集,同时提高导电性。结果表明,(V, Ru)-NiS₂/NF电催化剂在碱性条件下表现出优异的电催化性能和优异的析氢反应稳定性。在10 mA·cm^-2的电流密度下,(V, Ru)-NiS₂/NF提供了38 mV的过电位,小于商业Pt/C的过电位,并且具有较低的Tafel斜率(80.3 mV·dec^-1)、较高的电化学活性表面(ECSA)和在KOH溶液中24 h出色的稳定性。     

组合超声条件下电沉积 Ni-Nd2O3纳米复合镀层的耐腐蚀性能

分别在单一超声和组合超声条件下制备了Ni-Nd2O3纳米复合镀层,分析了镀层的微观形貌,测定了镀层中纳米Nd2O3的含量,考察了纳米复合镀层的耐腐蚀性能。结果表明:组合超声可以提高Ni-Nd2O3纳米复合镀层中Nd2O3的含量,在组合超声空化效应和协同效应的作用下,复合镀层的晶粒细化,组织致密,腐蚀速率降低,表现出优良的耐腐蚀性能。     

纳米SiO2粒子/镍基复合镀层腐蚀行为

将纳米SiO2粒子通过超声分散引入到化学镀Ni-P合金镀液中,在碳钢基体表面共沉积得到纳米SiO2粒子/镍基复合镀层。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对Ni-P镀层和纳米SiO2粒子/镍基镀层的微观结构形貌进行了分析;采用失重法和电化学方法研究了纳米SiO2粒子/镍基复合镀层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明,纳米SiO2粒子/镍基复合镀层仍是非晶态,纳米SiO2粒子的加入提高了镀层的致密性,提高了镀层的耐腐蚀性能。     

Al2O3对电沉积Ni-Co/Al2O3复合镀层性能的影响

应用直流复合电沉积技术制备Ni-Co/Al2O3复合镀层,并研究了Al2O3对电沉积Ni-Co/Al2O3复合镀层性能的影响。结果表明:在本试验范围内,镀层的硬度和耐磨性随着Al2O3含量的增加而提高。     

脉冲沉积占空比对Ni-Co-ZrO2复合镀层摩擦磨损性能的影响

通过脉冲电沉积的方法制备了Ni-Co-ZrO2复合镀层,确定了最佳的镀液配方和工艺参数,利用扫描电镜、能谱仪分别观察和分析了复合镀层的显微形貌及成分组成,探讨了脉冲占空比对Ni-Co-ZrO2复合镀层耐磨性能的影响。结果表明:所制备的复合镀层厚度约为55μm,镀层与基体之间结合良好,ZrO2颗粒均匀分布于镀层内部。ZrO2颗粒的加入改善了镀层的显微形貌,显著提高了镀层的耐磨性能。随着占空比的降低,沉积晶粒细化,复合镀层的耐磨性能得以改善,最佳占空比为40%。     

Cu-W复合电沉积工艺研究

电接触材料要求具有很好的抗电弧烧蚀和抗熔焊性能,但纯铜很难达到该种要求.利用复合电沉积方法,在纯铜表面形成Cu-W复合镀层,使其满足电触头材料的使用性能.重点研究了镀液中W的质量浓度、电流密度、搅拌强度和温度工艺参数对Cu-W电接触材料复合镀层中W微粒沉积量的影响,并且通过正交试验确定了复合电沉积的最优工艺:W的质量浓度为35g/L、电流密度为4A/dm2、搅拌强度为600r/mjn、温度为50℃.     

Al2O3对电沉积Ni-Co／AlO3复合镀层性能的影响

应用直流复合电沉积技术制备Ni—Co／Al2O3复合镀层，并研究了Al2O3对电沉积Ni—Co／Al2O3复合镀层性能的影响。结果表明：在本试验范围内，镀层的硬度和耐磨性随着Al2O3含量的增加而提高。     

摩擦喷射复合电沉积MoS2/Ni镀层结构与性能研究

利用摩擦喷射复合电沉积工艺在钢基材料上制备MoS2/Ni减摩复合镀层,观测分析了镀层形貌结构,并对其性能进行测试.研究表明,MoS2加入到镍镀层后,能显著改善镀层摩擦学性能,相同测试条件下,摩擦因数为同工艺纯镍镀层的1/4,磨损失重也仅为纯镍镀层的13 %.复合镀层磨损形式为磨粒磨损,除了有个别较浅、较窄磨痕之外,磨损表面较为光滑,没有出现粘着现象.     

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%。     

ZrO2(ZrB2)活性扩散障界面演变行为的研究

本实验采用电子束物理气相沉积(Electron Beam Physical Vapor Deposition, EB-PVD)技术在镍基单晶合金Rene N5基体上制备出N5/(ZrB₂+ZrO₂)/ NiCrAl和N5/ZrO₂/ NiCrAl两组试样。然后,同时对其进行900℃/5h恒温氧化和1000℃/250h、1000℃/300h及1000℃/350h循环氧化,并采用SEM、EDS分析方法研究了界面演变行为及退化失效行为,结果表明,ZrB₂的加入对活性扩散障界面反应的生成速率有一定的延缓,但不影响具有阻扩散功能的Al₂O₃扩散障层的最终形成;并且,ZrB₂的加入提高了活性扩散障结构的服役寿命,改变了活性扩散障结构的失效方式。     

MoS2颗粒表面包覆Al2O3及其在镀层中的应用

采用非均匀形核法将Al2O3包覆到MoS2颗粒表面,提高颗粒的亲水性能。研究了溶液pH值、Al(NO3)3的摩尔浓度和预处理工艺对包覆率的影响;采用SEM及EDS分析了包覆前后MoS2颗粒的微观形貌和表面成分;通过测量接触角研究了颗粒表面的亲水性。结果表明,颗粒表面均匀包覆了一层Al(OH)3;溶液pH值对包覆率的影响最大,Al(NO3)3的摩尔浓度次之。最佳工艺为:溶液pH值为5.5,Al(NO3)3浓度为0.15mol/L,预处理过程不添加表面活性剂。随着包覆率的提高,MoS2颗粒的亲水性提高。利用包覆Al2O3的MoS2制得了Ni-P-MoS2化学复合镀层,提高了镀层中沉积粒子的均匀致密性。     

基于遗传神经网络的等离子喷涂纳米ZrO2-7%Y2O3涂层工艺参数优化

将BP神经网络和遗传算法相结合用于等离子喷涂纳米ZrO2-7％ Y2O3涂层的工艺参数优化,根据正交试验结果对模型结构进行训练,建立了喷涂距离、喷涂电流、主气压力、辅气压力与涂层结合强度和显微硬度之间的BP神经网络模型,并基于遗传算法对涂层结合强度和显微硬度进行了单目标和多目标参数优化.结果表明,模型预测值与试验值十分接近,说明该网络模型是正确和可靠的.遗传算法优化的涂层最大结合强度和显微硬度(HV)分别为44.0 MPa和12.663 GPa;当涂层结合强度和显微硬度两个性能参数权重相同时,在喷涂距离90.66 mm、喷涂电流934.63 A、主气压力0.304MPa和辅气压力0.898 MPa时涂层综合性能最优.     

Oxidation Behavior of ZrO2 Reinforced MoSi2 Composite Coatings Fabricated by Vacuum Plasma Spraying Technology

In this work, MoSi₂, MoSi₂-20 vol.% ZrO₂, MoSi₂-40 vol.% ZrO₂ (denoted, respectively, as MZ0, MZ2, and MZ4) coatings were fabricated by vacuum plasma spraying technology. The oxidation behavior of the coatings was examined at 500, 1200, and 1500 °C, respectively. Some basic properties of the coatings, including microhardness, porosity, and surface roughness were characterized. The tests at 500 °C showed that the pest oxidation phenomenon of MoSi₂ coatings was restrained by the addition of ZrO₂. The MZ2 coating exhibited excellent oxidation-resistant behavior both at 1200 and 1500 °C. However, the MZ4 coating presented the impaired oxidation-resistant behavior at 1500 °C, though the comparable oxidation property at 1200 °C was still obtained.     

Co-electrodeposition and properties evaluation of functionally gradient nickel coated ZrO2 composite coating

For the first time, functionally electroless nickel plated ZrO₂ (NCZ) graded Ni-NCZ composite coating has been successfully co-electrodeposited from a bath with gradually increasing of stirring rate. Studies showed that co-electrodeposition in a bath with stirring rate of 250 r/min results in the maximum co-electrodeposited particle content and the best particle distribution. To produce NCZ graded Ni-NCZ composite coating, the stirring rate was continuously increased from 0 to 250 r/min. The electroplated coating had a continuous gradient increasing of co-electrodeposited NCZ content from substrate towards the surface. The results showed that with increasing the co-electrodeposited NCZ particles content in Ni matrix, microhardness increases from interface towards the surface of the coating. Little crystallite size of Ni matrix and higher co-electrodeposited hard particles content were recognized as the reasons of microhardness increasing. Bend test revealed that the functionally graded composite coating shows more excellent adhesion to the substrate compared with the ordinary distributed Ni-NCZ on the same substrate. This result is attributed to lower mechanical mismatch between coating and substrate in the functionally graded composite coating with respect to the uniformly distributed one. The results of wear resistance measurements reveal that wear resistance of functionally graded Ni-NCZ is higher than that of ordinary distributed composite coating.     

SiO2添加剂对8%Y2O3稳定的ZrO2涂层热震前后表面形貌的影响

在8％Y2O3稳定的ZrO2陶瓷涂层中添加SiO2，使陶瓷涂层的抗热震性能得到提高，这主要是SiO2的加入使涂层抗热震前后的表面形貌发生了很大的变化。由于ZrO2与SiO2热膨胀系数不同，使涂层利于产生细微的网状裂纹，增加了微裂纹密度和孔隙，从而降低了涂层的弹性模量，释放了涂层中的应力，使涂层的抗热震失效能力得到提高。其中，SiO2加入量为3％(质量分数)效果最佳，过量的加入，会使孔洞加大，促进裂纹的扩展、断裂，不利于提高涂层的抗热震性能。     

Corrosion Electrochemical Behavior of the NiCoCrA1Y/ZrO2 Coating in Natural Seawater

NiCoCrAlY/ZrO2 coatings were obtained by cold spraying.Nitrogen gas was used as processing gas(750℃,3.8 MPa).The corrosion electrochemical behavior of the coating on 907A steel in seawater was studied using open circuit potential monitoring,potentio-dynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy.Results showed that the as-deposited NiCoCrAlY/ZrO2 coatings,which were formed through significantly plastic deformed particles during impact,presented a dense microstructure and a high hardness.Results indicated that the formation of the stable and consecutive oxidation film,which has an outstanding anti-corrosion performance,was contributed to the compact structure of cold spray coatings.The pervasion of seawater was held back resulting from the cooperation of the oxidation film and the scale-like structure.     

热处理气氛对ZrO_2活性扩散障/NiCrAl涂层界面反应的影响

为研究ZrO2活性扩散障的形成机制,采用电子束物理气相沉积技术(EB-PVD)在DD5镍基高温合金表面分别沉积ZrO2先驱层与NiCrAl涂层,分别在真空条件和大气条件下对试样进行温度为700,800及900℃,时间为5h的高温热处理。分析了试样的截面形貌、扩散反应区厚度以及ZrO2/NiCrAl涂层界面处的元素分布,并研究了热处理气氛对ZrO2/NiCrAl涂层界面反应的影响。结果表明:真空条件更有益于界面反应的进行,并发现经过900℃热处理5h后,ZrO2活性扩散障/NiCrAl涂层界面之间形成了致密的Al2O3阻挡层;而在大气气氛下,NiCrAl涂层中部分Al元素向表面扩散形成氧化膜,从而影响了ZrO2/NiCrAl涂层的界面反应。