脉冲电沉积铜-锡-镍-聚四氟乙烯复合镀层的组织结构和摩擦学性能

采用脉冲电沉积法在碳素工具钢表面制备Cu-Sn-Ni-PTFE复合镀层。镀液配方和工艺为:K_4P_2O_7·3H_2O 266.5 g/L,Cu_2P_2O_7·4H2O 20 g/L,NiSO_4·4H_2O 0.06~0.14 mol/L,KNaC_4H_4O_6·4H_2O 31.6 g/L,Na_2SnO_3·3H_2O 40 g/L,KNO_3 40 g/L,Na_3C_6H_5O_7·2H_2O 20 g/L,PTFE 10 g/L,pH 9.5~10.0,温度35~40℃,电流密度2.5 A/dm~2,脉冲频率3 000 Hz,占空比60%,转速100 r/min,时间1 h。研究了镀液中Ni~(2+)浓度对复合镀层表面形貌、组成、显微硬度及摩擦磨损性能的影响。结果表明,镀液中Ni~(2+)浓度为0.1 mol/L时,Cu-Sn-Ni-PTFE镀层表面均匀、致密,显微硬度高达391 HV,耐磨性最好。     

电泳–电沉积制备镍–钴–氧化铝纳米复合镀层及其性能

先采用电泳沉积工艺在紫铜表面均匀沉积粒径为20 nm的Al2O3薄膜,然后通过电沉积在Al2O3沉积层表面得到Ni–Co合金,最终得到具有较高Al2O3含量的Ni–Co–Al2O3纳米复合镀层。采用扫描电镜和能谱仪分析了复合镀层的微观形貌和组成,并研究了镀层中Al2O3含量对镀层显微硬度和耐磨性的影响。结果表明,通过改变电泳沉积时间可制得Al2O3含量不同的Ni–Co–Al2O3复合镀层。Ni–Co–Al2O3复合镀层的综合性能优于Ni–Co合金镀层和Ni–Al2O3复合镀层。当复合镀层中纳米Al2O3粒子的体积分数约为30%(电泳沉积时间120 s)时,镀层组织致密,显微硬度较高,耐磨性最佳。     

铝基体复合电沉积镍–碳纳米管复合镀层

采用电沉积法在铝基体上制备了镍–碳纳米管复合镀层,探讨了镀液中碳纳米管含量、电流密度、搅拌速率、温度、电镀时间等因素对镀层碳纳米管含量和厚度的影响,得出制备镍–碳纳米管复合镀层的适宜工艺条件为:碳纳米管质量浓度4 g/L,电流密度8 A/dm2,搅拌速率440 r/min,温度40°C,沉积时间40 min。采用扫描电镜和X射线衍射仪对镀层表面形貌和成分进行分析,通过电化学测试比较了不同镀层在不同腐蚀介质中的耐腐蚀性。与纯镍镀层相比,镍–碳纳米管复合镀层的晶粒尺寸更小,表面更粗糙,耐腐蚀性更好。     

脉冲电沉积镍–钨–埃洛石纳米管复合镀层及其耐蚀性

在45钢上脉冲电沉积Ni–W–HNTs复合镀层,基础镀液组成和工艺条件为:NiSO_4·6H_2O 15.8 g/L,Na_2WO_4·2H_2O 46.2 g/L,NaBr 15.5 g/L,柠檬酸三钠147.0 g/L,NH4Cl 26.7 g/L,十二烷基硫酸钠(SDS)0.1 g/L,pH=8.5,温度(70±5)°C,时间60 min。研究了镀液HNTs用量、平均电流密度、脉冲频率和占空比对复合镀层HNTs含量和厚度的影响,得到HNTs的最佳用量为10 g/L,最优脉冲参数为:平均电流密度7 A/dm2,脉冲频率800 Hz,占空比70%。该条件下所得Ni–W–HNTs复合镀层结构均匀、致密,表面平整,厚度为34μm,HNTs质量分数为8.72%,在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性优于Ni–W合金镀层。     

磁场辅助电沉积镍-纳米碳化硅复合镀层及其性能

采用磁场辅助电沉积法在低碳钢表面上制备了纯Ni镀层和Ni–纳米SiC复合镀层。镀液组成和工艺条件为：NiSO₄·6H₂O285 g/L,NiCl₂·6H₂O28 g/L,H₃BO₃ 25 g/L,十六烷基三甲基溴化铵80 mg/L,纳米SiC(平均粒径35 nm) 0 g/L或7 g/L,pH 4.8,温度46℃,电流密度5.5 A/dm²,占空比30%,磁场强度0.2 A/m或0.4 A/m,时间30 min。对比了纯Ni镀层和Ni–纳米Si C复合镀层的组织结构、显微硬度和耐磨性,分析了磁场强度对镀层性能的影响。结果表明,在0.2 A/m磁场强度下所得Ni–纳米SiC复合镀层比相同磁场强度下制备的纯Ni镀层更均匀细致,显微硬度更高,耐磨性更强。增大磁场强度至0.4A/m时,Ni–纳米SiC复合镀层的性能进一步提升。     

超声脉冲电沉积镍–氧化锆–氧化铈纳米复合镀层

在超声场中采用脉冲沉积法制备了Ni–ZrO2–CeO2二元纳米复合镀层。镀液组成和基础工艺条件为:氨基磺酸镍300 g/L,H3BO3 30 g/L,NH4Cl 5 g/L,润湿剂0.15 g/L,ZrO2 20 g/L,CeO235 g/L,温度(45±2)°C,pH 3.8±0.1,时间2 h。研究了平均电流密度、占空比和脉冲频率等对Ni–ZrO2–CeO2复合镀层中纳米颗粒含量的影响。采用静态浸泡法研究了不同脉冲参数下制备的纳米复合镀层在10%H2SO4溶液中的耐腐蚀性。结果表明,在平均电流密度4 A/dm2、占空比0.4、频率1 000 Hz条件下脉冲电沉积时,Ni–ZrO2–CeO2复合镀层中纳米颗粒的含量最高,表面最细致。超声波的引入使复合镀层中纳米颗粒的含量有少许降低,但能细化晶粒,提高复合镀层的耐腐蚀性能。Ni–ZrO2–CeO2复合镀层的耐腐蚀性优于相同工艺条件下制备的纯Ni、Ni–ZrO2以及Ni–CeO2镀层。     

电沉积锡基复合镀层的可焊性

研究了在镀液中加入TUM系列添加剂的锡基复合镀层的可焊性,这种锡基复合镀层的3秒润湿力已接近理论润湿力值.研究了多种内在因素(表面氧化膜、“锡疫”)对镀层可焊性的影响.采用X-射线衍射、离子探针等分析仪器对镀层的微观结晶形态、表面氧化进行了分析,并探讨了复合微粒影响镀层可焊性的作用机理.     

电沉积镍基合金及其复合镀层的研究现状

综述了电沉积镍基合金及其复合镀层的研究现状与发展趋势，结果显示电沉积镍基合金及其复合镀层无论在使用性能还是在环境保护方面均优于硬铬镀层。     

脉冲电沉积纳米镍-碳化硅复合镀层的性能

分别采用直流(DC)和换向脉冲电流(PRC)电沉积法制得纳米Ni-SiC复合镀层。采用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪对比研究了纯Ni镀层和Ni-SiC复合镀层的微观结构、宏观残余应力、表面形貌及成分。用浸泡法研究了不同镀层在3.5%(质量分数)NaCl和10%(体积分数)H2SO4溶液中的腐蚀行为。结果表明,脉冲电沉积能改变镀层的微观结构,有效提高镀层硬度,降低宏观残余应力。脉冲电沉积所得到的纯Ni镀层和纳米Ni-SiC复合镀层在3.5%NaCl及10%H2SO4溶液中的耐蚀性均优于直流镀层。脉冲镀层在3.5%NaCl溶液中受腐蚀很轻,主要腐蚀形态为点蚀,而在10%H2SO4溶液中,SiC粒子作为增强相使镀层的耐腐蚀性进一步提高。     

电沉积Cu-Sn-Zn-PTFE复合镀层及其性能的研究

针对Cu-Sn-Zn合金镀层自润滑性能差的缺点,在Cu-Sn-Zn合金镀液中加入聚四氟乙烯(PTFE)乳液,采用电沉积方法在45#钢表面制备了Cu-Sn-Zn-PTFE复合镀层。镀液组成和工艺条件为:焦磷酸铜24g/L,氯化锌12g/L,甲基磺酸锡15g/L,焦磷酸钾20g/L,酒石酸钾钠22g/L,全氟辛基磺酸钾18g/L,PTFE乳液32g/L,温度50~60℃,pH值11.5,电流密度1.2A/dm~2,搅拌转速300~600r/min,时间120min。考察了镀液中PTFE的质量浓度对镀层的耐磨性、显微硬度、结合力、PTFE的质量分数、外观的影响,并表征了Cu-Sn-Zn-PTFE复合镀层的表面形貌、结构和成分。随着镀液中PTFE的质量浓度的增加,镀层的耐磨性改善,显微硬度和结合力下降,PTFE的质量分数先增大然后保持不变。镀液中PTFE的最佳质量浓度为32g/L,在此条件下制得的Cu-Sn-Zn-PTFE复合镀层的综合性能最佳。     

铜-钨复合镀层电沉积工艺及其性能

采用复合电沉积的方法,通过在镀铜液中加入直径为1～3μm的钨颗粒,在纯铜表面制备了铜_钨复合镀层.研究了镀液中钨质量浓度、阴极电流密度.搅拌速率、镀液温度等工艺参数对镀层中钨质量分数的影响,测定了复合镀层的显微硬度和接触电阻.得到了复合电沉积的最优工艺为:钨质量浓度35 g/L,电流密度4 A/dm2,搅拌强度600 r/min,温度5℃.所得铜-钨复合镀层具有合适的显微硬度(98.5～112.0 Hv)、稳定且较低的接触电阻及较长的电接触寿命,可以取代AgCdO触头.     

镍基-氧化铝复合镀层的电沉积法制备及其性能研究

本文以铜板为基体,采用电沉积法制备镍-氧化铝复合镀层,并分别对复合镀层的形貌、厚度、孔隙率、结合力、硬度、耐磨性及耐蚀性等进行了分析。重点讨论了十二烷基硫酸钠、曲拉通X-100、溴棕三甲基铵三类表面活性剂的类型、浓度对镀镍氧化铝复合镀层粒径的影响,以及Al2O3粉体包覆镍前后对复合镀液稳定性的影响。     

电沉积RE-Ni-W-B-SiC复合镀层的性能

研究了ＲＥ－Ｎｉ－Ｗ－Ｂ－ＳｉＣ复合材料的耐磨性和耐蚀性．结果表明,在适当的镀液组成及工艺条件下,可获得组成为ＲＥ－Ｎｉ－Ｗ－４８％Ｂ－１５％ＳｉＣ的复合材料镀层．在镀液中加入少量稀土,能提高复合镀层的硬度和耐磨性;热处理温度对复合材料镀层的硬度和耐磨性有较大的影响,硬度和耐磨性随热处理温度的升高而增加．当热处理温度达到４００℃时,复合镀层的硬度达到最佳值,耐磨性在５００℃时为最好．磨损实验表明,在相同条件下,复合材料镀层的耐磨性是硬铬的４～５倍;腐蚀实验表明,复合材料镀层在各种腐蚀介质（硝酸除外）中的耐蚀性均优于１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢．     

锡—镍复合镀层磨擦性能的研究

在碱性锡酸盐镀锡溶液中进行了镍微粒与锡的共沉积试验,对所得锡-镍复合镀层的磨擦性能进行了研究。结果发现,锡镀层中弥散小于4%体积的镍微粒后,其显微硬度增加了三倍多,磨擦系数降低了70%,同时磨损率降低了一个数量级,锡-镍复合镀层的摩擦、磨损性能得到了改善。     

铝–碳纳米管复合镀层的电沉积

采用有机溶剂体系在紫铜基体上电沉积制备Al–碳纳米管(CNTs)复合镀层。镀液组成为:Li Al H4 10 g/L,四氢呋喃600 m L/L,Al Cl3 100 g/L,甲苯400 m L/L,柠檬酸钠20 g/L,分散剂0.4 g/L,CNTs 1 g/L。研究了电流密度、温度、搅拌速率和电镀时间对电沉积Al–CNTs复合镀层的影响,得到较好的工艺条件为:电流密度6 A/dm2,温度25°C,搅拌速率300 r/min,时间40 min。在该工艺条件下制备的Al–CNTs复合镀层呈较光亮的灰白色,厚度约为30μm,镀层的微观表面凹凸不平,但晶粒比纯Al镀层更为细致。     

添加聚四氟乙烯对化学沉积复合镀层性能的影响

在化学镀Cu(Ni)-P合金镀液中添加碳化硅和聚四氟乙烯制得Cu(Ni)-P-SiC-PTFE复合镀层.研究了碳化硅、聚四氟乙烯的添加量对镀层沉积速度、硬度、磨损及减摩性能的影响.结果表明:碳化硅和聚四氟乙烯的加入能提高Cu(Ni)-P合金镀层的沉积速度、硬度、耐磨及减摩性.     

电沉积方式对镍–铬–钼合金镀层性能的影响

分别采用直流(DC)、单脉冲(PC)和换向脉冲(PRC)方式在Q235钢表面制备Ni–Cr–Mo合金镀层。镀液组成为:NiSO_4·6H_2O 131.4 g/L,CrCl_3·6H_2O 13.3 g/L,Na_2MoO_4·2H_2O 12.1 g/L,柠檬酸铵145.9 g/L,尿素60 g/L,抗坏血酸8.8 g/L,H_3BO_3 14 g/L,NH_4Br 10 g/L,十二烷基硫酸钠0.1 g/L。对比了采用不同方式电沉积所得Ni–Cr–Mo合金镀层的外观、表面形貌、元素组成、沉积速率、表面粗糙度和耐蚀性。3种方式电沉积所得合金镀层的外观均良好。单脉冲和换向脉冲电沉积合金镀层的组成相近,直流电沉积合金镀层的镍、钼含量比它们高,但铬含量较低。换向脉冲电沉积合金镀层的微观表面最均匀、致密,粗糙度最低(0.587μm),耐蚀性最好。     

镍–铬–钴合金镀层的电沉积工艺与耐蚀性能

采用电沉积方法在Q235钢表面制备了Ni–Cr–Co合金镀层。探讨了不同三价铬盐,添加剂和糖精用量以及镀液pH和温度对镀层组成的影响,利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)方法对镀层的晶体结构和表面形貌进行了表征,并对镀层进行了中性盐雾试验。结果表明,只有在硫酸铬和含添加剂的镀液中才能沉积出铬,在以下工艺条件下可以得到组成为10.25%Cr–21.20%Co–68.55%Ni的三元合金镀层:Cr2(SO4)3·6H2O 90 g/L,NiSO4·6H2O 10 g/L,CoCl21.5 g/L,添加剂8 g/L,糖精1 g/L,pH 2.5,镀液温度25°C,电流密度6 A/dm2。镀层为镍基固溶体晶体结构,平均晶粒尺寸为6.9~10.6 nm。在中性盐雾试验100 h后镀层表面光亮、无腐蚀,表现出优良的耐腐蚀性能。     

电沉积Ni-W-P-SiC复合镀层

讨论了镀液组成对镀层成份、结构和表面形貌的影响．结果表明,镀层中的Ｗ,Ｐ和ＳｉＣ含量随着Ｎａ２ＷＯ４·２Ｈ２Ｏ浓度的提高而增加,随着Ｈ３Ｃ６Ｈ５Ｏ７·Ｈ２Ｏ浓度的升高而降低;Ｎａ２ＷＯ４·２Ｈ２Ｏ和Ｈ３Ｃ６Ｈ５Ｏ７·Ｈ２Ｏ浓度对复合镀层的结构影响不大,但对镀层表面形貌影响较大,当Ｎａ２ＷＯ４·２Ｈ２Ｏ的浓度为９０～１５０ｇ／Ｌ,Ｈ３Ｃ６Ｈ５Ｏ７·Ｈ２Ｏ的浓度为１５０～１７０ｇ／Ｌ时,可得到颗粒较细的镀层．     

以铜锡合金镀层代镍镀层的探讨

一前言低锡青铜的外观为粉红色,有很好的抛光性能,含Sn量为8～12%的低锡青铜镀层孔隙很少.在表面镀铬后有很好的耐蚀性.例如,25μm的低锡青铜镀层加镀装饰铬层后,其抗蚀能力与总厚度为35μm的铜-镍-铬镀层不相上下,可用于防护装饰性镀层的底层或中间层,它是一种优良的代镍镀层.但已往的铜锡合金镀层无光,需要进行机械抛光,劳动强度大,生产效率低,浪费金属材料,因而限制了其发展.