脉冲电沉积WC-Co-Ni镀层的制备及性能的研究

目的采用脉冲电沉积的方法制备碳化钨-钴-镍(WC-Co-Ni)纳米晶复合镀层。方法通过XRD,SEM,EDS和硬度分析等手段对镀层的结构、表面形貌、元素成分、显微硬度进行测试,最后采用浸泡实验的方法对WC-Co-Ni纳米晶复合镀层和304不锈钢在5% H₂SO₄溶液进行腐蚀速率计算。结果结果表明：当脉冲参数为阴极电流密度5A/dm₂,脉冲占空比50%,脉冲频率2000Hz时,施镀时间2h,制备的WC-Co-Ni复合镀层为纳米晶结构,WC-Co纳米颗粒起到了促进形核作用,晶粒尺寸大多分布在20nm左右;WC-Co纳米颗对镀层起到弥散强化作用,使复合镀层的显微硬度为600HV,高于传统的不锈钢材料(210HV);浸泡试验结果表明,WC-Co-Ni复合镀层的耐蚀性优于304不锈钢,温度由20℃～80℃,复合镀层腐蚀速率变化缓慢,20℃腐蚀速率仅为0.4192mm/a,80℃也低于20mm/a。镀层表面平整、光亮无裂纹.结论镀层由立方晶型的Ni,六方结构的WC和立方晶型的Co组成,WC-Co颗粒均匀弥散在纳米晶Ni镀层内并且镍、钨、碳与钴的原子重量百分比为6:2:1:1。     

激光重熔镍镀层复合工艺制备铜合金表面涂层

在铜合金表面先预置镍镀层再激光重熔以获得界面冶金结合可靠的新涂层. 通过优化工艺参数,并利用多种分析手段研究了涂层的组织、界面结构和显微硬度. 结果表明,室温下采用4 200 W半导体激光重熔0.4 mm厚镍镀层可获得无缺陷且界面冶金结合可靠的激光熔覆涂层;所获新涂层组织均匀致密,物相由重熔前的γ-Ni镀层转变为重熔后的(Ni,Cu)固溶体;涂层硬度约为135 HV0.05,稍高于CuCrZr基体硬度. 镍镀层的预置和半导体激光的应用提高了铜基表面激光能量的吸收率;新涂层与铜基体间组织成分及硬度匹配保证了良好的界面相容性和可靠的界面结合.     

复合电镀法制备Ni-WC纳米涂层的组织与性能研究

为了制得高硬度、高耐腐蚀的纳米复合涂层,采用复合电镀法在18-8不锈钢基体上制备了Ni-WC纳米镀层,并对镀层的表面形貌、显微硬度及耐蚀性进行了观察和检测.试验结果表明:复合镀层表面均匀,其显微硬度较不锈钢和纯镍镀层都有显著提高,耐蚀性约为不锈钢的4倍,却比纯镍镀层略低.     

脉冲电沉积WC-Co-Ni镀层的制备及性能研究

目的提高WC-Co-Ni纳米晶复合镀层的综合性能。方法利用脉冲电沉积法制备WC-Co-Ni纳米晶复合镀层,分析镀层的结构、表面形貌及元素成分,测试镀层的显微硬度。对WC-Co-Ni纳米晶复合镀层和304不锈钢进行5%(质量分数)H2SO4溶液浸泡实验,计算腐蚀速率,对比其耐蚀性。结果当脉冲参数为阴极电流密度5 A/dm2、脉冲占空比50%、脉冲频率2000 Hz时,施镀2 h制备的WC-Co-Ni复合镀层为纳米晶结构。镀层表面平整、光亮,无裂纹,由立方晶型的Ni、六方结构的WC和立方晶型的Co组成,WC-Co颗粒均匀弥散在纳米晶Ni镀层内,且m(Ni)∶m(W)∶m(C)∶m(Co)=6∶2∶1∶1。WCCo纳米颗粒起到了促进形核的作用,晶粒尺寸大多分布在20 nm左右。WC-Co纳米颗粒对镀层起到了弥散强化作用,使复合镀层的显微硬度达到600HV。在浸泡腐蚀实验中,随着温度从20℃升高至80℃,复合镀层的腐蚀速率增加缓慢,20℃下的腐蚀速率仅为0.4192 mm/a,80℃下的腐蚀速率也低于20mm/a。结论脉冲电沉积法制备的WC-Co-Ni纳米晶复合镀层硬度高于传统的不锈钢材料,耐蚀性也优于304不锈钢,综合性能较好。     

纳米Cr2O3复合电刷镀镀层性能研究

在快速镍镀液的基础上,通过添加纳米Cr2O3粉末得到了纳米复合镀液,制备了纳米Cr2O3颗粒的镍基复合镀层,通过显微硬度、孔隙率、耐腐蚀与极化曲线、SEM等测试手段,比较了纳米复合镀层与纯镍镀层的性能,结果表明：纳米Cr2O3复合刷镀镍层的截面硬度比纯镍镀层的截面硬度提高8.3%,两种镀层与基体结合良好;纳米Cr2O3复合镀层的表面形貌比纯镍镀层更加细化且耐腐蚀性有所提高。     

稀土对电沉积Ni-W合金组织和性能的影响

通过电沉积技术在45~#钢基体表面上制备了Ni-W-Er_2O_3复合镀层,利用SEM、EDS及XRD等分析了镀层的组织结构和表面形貌,采用磁性厚度仪、显微硬度计、电化学工作站等测试手段对合金镀层的厚度、显微硬度以及耐蚀性能进行了精确测定。结果表明:所制备的合金镀层组织致密,晶粒细小,未见有明显缺陷存在,镀层与基体结合良好;稀土氧化物Er_2O_3的加入可以保证基体材料获得高硬度、高W含量且具有良好耐蚀性能的Ni-W-Er_2O_3复合镀层,且当添加量为16 g/L时,其综合性能最优。     

SiC颗粒尺寸对镍基复合镀层耐磨性和耐蚀性的影响

在正交实验基础上,对比研究微米SiC(平均粒径1.5 μm)和纳米SiC(平均粒径20 nm)增强复合镍基镀层的摩擦磨损行为和耐腐蚀性能.通过TEM、SEM、EDX和XRD等手段研究颗粒分散状态以及复合镀层的表面和截面形貌、成分及相结构.采用球-盘滑动摩擦磨损试验机研究复合镀层的耐磨性.电化学阻抗谱测量在3.5%的NaCl水溶液中进行.结果表明:微米级颗粒增强复合镀层可以获得更高的表面硬度,两种增强复合镀层具有相似的摩擦磨损行为.电化学阻抗谱分析表明:SiC颗粒的加入可以提高镀层的耐腐蚀性,且纳米颗粒复合镀层具有更好的耐蚀性.     

碱性蓄电池的芯体以及使用此芯体的电池

本发明提供一种使用薄钢板且活性材料保持性优良的碱性蓄电池的芯体和使用该芯体的电池。此芯体通过在薄钢板上形成弥散有石墨的镍或弥散有石墨的镍合金镀层而构成。此舍金镀层优选包括镍-钴舍金、镍-钴-铁合金、镍．锰舍金、镍-磷合金或镍-铋合金。由于其表面包含镍或镍合金和石墨，芯体具有凹凸状的表面，能充分地固定活性材料。     

激光重熔参数对镍基纳米TiN复合电沉积镀层性能的影响

目的：在NiCr20 TiAl基体材料上进行镍基纳米TiN电沉积复合镀后再开展激光重熔工艺,研究激光重熔参数对镀层表面质量、结合力及硬度的影响。方法采用正交实验,研究不同激光重熔参数(扫描速率、搭接量、离焦量等)对重熔镀层的影响,采用显微硬度计、扫描电镜和划痕仪进行硬度、表面形貌和结合力检测,以得到较优工艺参数。结果通过控制重熔参数对镀层表面能量和表面形貌的影响,以降低表面性能差异,以得到了激光重熔较佳工艺参数为：电流115 A,脉宽为8 ms,频率为10 Hz,离焦量15 mm,扫描速度230 mm/min,使获得的镀层表面形貌比较平整,结合力提高到大于60 N,硬度值平均为632HV,并且硬度分布均匀。结论激光重熔工艺可消除纳米复合电沉积过程中产生的间隙,纳米复合镀层致密均匀,镀层与基体之间产生良好的冶金结合,镀层表面硬度分布均匀,力学性能趋近一致。     

激光重熔对纳米Ni-TiN复合镀层性能影响

为进一步提高超声-脉冲电沉积制备的纳米Ni-TiN复合镀层性能并强化镀层与基体的结合,采用激光对镀层进行重熔处理,研究了激光参数对镀层形貌及显微硬度的影响。用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及显微硬度计观察并分析镀层激光重熔前后形貌、成分及显微硬度。结果表明,经过激光重熔后镀层表面平整、致密度提高、重熔层与基体形成了良好的冶金结合,且表面硬度提高到1298.7 HV0.1。     

Ni-P金刚石化学复合镀层制备及摩擦磨损性能分析

目的研究不同粒径微米金刚石对Ni-P金刚石化学复合镀层摩擦磨损性能的影响。方法选择出一组优良的Ni-P化学镀工艺参数,在镀液中分别加入不同粒径的金刚石微粒,制备含不同粒径微米级金刚石颗粒的化学复合镀层。用SEM和XRD,观察并分析了不同粒径金刚石对热处理前后Ni-P金刚石化学复合镀层微观形貌和组织结构的影响;通过硬度和摩擦磨损实验,研究了不同粒径金刚石颗粒对复合镀层硬度及摩擦磨损性能的影响。结果制备的复合镀层厚度为30μm左右,金刚石质量分数达到21%~25%,且金刚石均匀分散在Ni-P镀层中。热处理前镀层为非晶结构,经过400℃×2 h的热处理后,镀层晶化为硬度更高的Ni3P。金刚石能提高镀层硬度,其中粒径为9μm的复合镀层硬度最高,达到1261HV。Ni-P金刚石复合镀层的摩擦系数为0.4~0.52,随着金刚石粒径的增大,摩擦系数不断减小。金刚石使镀层的磨损机制发生了变化,随着金刚石粒径的增大,硬质合金球的磨损加剧。结论随着金刚石粒径的增大,镀层硬度增加,摩擦系数减小,耐磨性增大。     

工艺条件对镍基-Al2O3颗粒复合电刷镀层性能的影响

为了研究电刷镀复合镀层的工艺条件(颗粒粒径和搅拌方式)对镀层性能的影响,采用不同粒径的Al2O3颗粒和超声波震荡、机械震荡两种搅拌方式,在45钢基体上制备了几种镍基-Al2O3颗粒复合电刷镀层,对比分析了镀层的表面形貌及组织成分、耐腐蚀性能、与基体的结合力以及硬度等.结果表明:Al2O3的粒度越小,镀层表面的微观组织越...     

高导热金刚石/铝复合材料的真空热压制备

以纯铝粉末和金刚石为基体材料,采用真空热压固相烧结方式制备出热导率为677 W/(m·K)的高导热金刚石/铝复合材料.利用激光导热仪、热膨胀仪对金刚石/铝复合材料性能进行表征,并通过对制备温度、保温时间及金刚石基本颗粒尺寸的调控来优化制备工艺.研究发现:随制备温度升高,金刚石/铝复合材料的密度及致密度均有所提高,其热导...     

金刚石粒径及含量对超音速激光沉积金刚石/Cu复合涂层微观结构及性能的影响

目的研究不同金刚石粒径及含量对超音速激光沉积金刚石/Cu复合涂层微观结构及性能的影响。方法利用超音速激光沉积技术制备金刚石/Cu复合涂层。采用扫描电镜和摩擦磨损测试对涂层的显微组织结构和磨损性能进行了分析,用激光闪烁法测量复合涂层的热导率。结果金刚石均匀分布在复合涂层中,原始粉末中金刚石体积分数从30%增加到50%时,复合涂层中金刚石颗粒的面积占比仅从14.01%升至16.79%,远低于金刚石颗粒在原始粉末中的含量。400目金刚石/Cu复合涂层的平均热导率为296 W/(m·K),摩擦系数为0.551;800目金刚石/Cu复合涂层的平均热导率为238 W/(m·K),摩擦系数为0.545。结论原始粉末中金刚石配比的增加并未对复合涂层中金刚石含量的提升有显著作用。金刚石/Cu复合涂层的热导率随着增强相颗粒含量的增加而降低,随着增强相颗粒粒径的增大而提高。不同粒径金刚石颗粒的添加能显著降低Cu涂层的摩擦系数,且小粒径金刚石颗粒的添加使复合涂层的摩擦系数更低和更稳定,从而使其具有更小的磨损量和磨痕宽度,表现出较优的耐磨损性能。     

Characterization of Thermal,Mechanical and Tribological Properties of Fluoropolymer Composite Coatings

Perfluoroalkoxy (PFA) is a potential polymer coating material for low-temperature waste heat recovery in heat exchangers. Nonetheless, poor thermal conductivity, low strength and susceptibility to surface degradation by erosion/wear pose restrictions in its application. In this study, four types of fillers, namely graphite, silicon carbide, alumina and boron nitride, were introduced to enhance the thermal, mechanical and tribological properties in PFA coatings. The thermal diffusivity and specific heat capacity of the composites (reinforced with 20 wt.% filler) were also measured using laser flash and differential scanning calorimetry techniques, respectively. The results indicated that the addition of graphite or boron nitride increased the thermal conductivity of PFA by at least 2.8 orders of magnitude, while the composites with the same weight fraction of alumina or silicon carbide showed 20-80% rise in thermal conductivity. The micromechanical deformation and tribological behavior of composite coatings, electrostatically sprayed on steel substrates, were investigated by means of instrumented indentation and scratch tests. The deformation response and friction characteristics were investigated, and the failure mechanisms were identified. Surface hardness, roughness and structure of fillers influenced the sliding performance of the composite coatings. PFA coatings filled with Al₂O₃ or SiC particles showed high load-bearing capacity under sliding conditions. Conversely, BN- and graphite-filled PFA coatings exhibited lower interfacial adhesion to steel substrate and were prone to failure at relatively lower applied loads.     

Fabrication and anticorrosion performance of Ni–P–BN nanocomposite coatings on mild steel

Ni–P–BN composite coatings were successfully obtained on low carbon steel by the electroless plating technique. Deposits were characterized by the X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and energy-dispersive analysis. The hardness and microstructure of as plated and heat treated Ni–P and Ni–P–BN composites were analyzed. Change in microstructure and higher hardness was noticed for the heattreated composite. The corrosion resistance of as plated and heat treated Ni–P and Ni–P–BN coatings was investigated by the Tafel plots and electrochemical impedance spectroscopy studies in 3.5 wt % NaCl. The heat-treated composite coatings exhibited enhanced corrosion resistance over that of Ni–P coatings.     

Ni-Sn-P复合镀层的组织结构与抗垢性能研究

采用XRD测试、硬度测试、接触角测量、表面自由能计算和抗垢能力测试等方法，研究热处理对Ni-Sn-P复合镀层组织结构和抗垢性能的影响，以及Sn含量对镀层抗垢性能的影响。结果表明，经热处理后Ni-Sn-P复合镀层结构由非晶态转变为晶态。300 ℃热处理的Ni-Sn-P复合镀层显微硬度达1072.4 HV，相比Ni-P镀层其硬度明显提高。当Sn含量为2 g/L时，Ni-Sn-P复合镀层具有最佳的抗垢性能，复合镀层的接触角为120.2°，且具有较低的表面能15 mJ/m²。Ni-Sn-P复合镀的污垢附着率显著降低，抗垢性能相比未处理的Q235碳钢基体和Ni-P镀层分别提高55%和46%。Sn颗粒的加入，提高了镀层的硬度和疏水性，但是随着Ni-Sn-P复合镀层中Sn含量的增加，复合镀层的抗垢性能逐渐下降。     

铬锆铜表面等离子喷涂Cr3C2p/NiCr涂层的组织与性能

采用等离子喷涂技术在铬锆铜(CrZrCu)基体表面制备了Cr3C2 p/NiCr涂层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等仪器研究了涂层的显微组织及结构,采用磨粒磨损试验机对Cr3C2 p/NiCr涂层与电镀NiCo层的磨损性能进行了测试比较。结果表明:涂层组织呈片层状结构,在NiCr合金片层上分布着未熔的Cr3C2和Cr7C3、Cr2Ni3、CrNi析出相。与电镀Ni-Co镀层相比,Cr3C2 p/NiCr涂层具有较高的硬度和耐磨粒磨损性能,其磨损量仅为电镀层的35%。     

304不锈钢表面单层/多层TiN基涂层制备及耐磨蚀性能研究

目的探究钢基表面TiN基涂层在海洋环境中的耐磨蚀性能。方法采用电弧离子镀技术,在304不锈钢和单晶硅表面分别沉积TiN、TiBN、TiBN/TiN涂层,并对3种涂层样品的表面–截面形貌、摩擦系数、在人工海水中的电化学性能和摩擦腐蚀行为进行测试。结果形貌表征和干摩擦测试结果显示,TiBN和TiBN/TiN涂层有着比TiN柱状晶更加致密的微观结构,3种涂层的摩擦系数相差不大,比304SS的摩擦系数低。在人工海水环境中的电化学测试结果表明,TiBN/TiN涂层的耐腐蚀性能最佳,TiBN涂层次之,TiN涂层则表现出比304不锈钢基底更差的耐腐蚀特性。在发生摩擦腐蚀的过程中,3种涂层的电位（OCP）均发生了下降。结论利用电弧离子镀技术在304不锈钢表面沉积的单层/多层TiN基涂层,在人工海水环境下,发生的摩擦会增加涂层发生腐蚀的趋势,结构致密,表面易形成钝化膜的涂层,其耐磨蚀性较好。