电沉积镍纳米晶材料制备及性能

采用直流电沉积法向镀液中加入复合有机添加荆制备了镍纳米晶材料。采用扫描电镜及X射线衍射仪分析了该纳米晶材料的微观形貌及相结构．测定了其结合强度、显微硬度及耐磨性能。结果表明,该纳米镍镀层表面致密、平整,且结合强度、显微硬度及耐磨性能优良,与粗晶镍镀层相比有较大的提高．     

电沉积纳米晶镍制备金刚石工具

介绍了纳米晶镍作为新型胎体材料制备电镀金刚石工具的方法及其特点.纳米晶镍是在瓦特型槽液中通过调整方波电流而得到的,脉冲参数为:电流导通时间3 ms,关断时间45 ms,峰值电流密度100 A·dm-2.其显微硬度达到595 MPa,没有气孔之类缺陷,表面较平整,晶粒尺寸在50 nm左右.工具平均寿命要比常用的Ni-Co胎体材料工具高15.8%.新工艺还有其它诸多优点,如生产周期短、所用试剂的成本低、电解液成分简单等.电镀纳米晶体材料作为金刚石工具的胎体材料是较为理想的.     

硫脲对电沉积纳米晶镍的影响

采用直流电沉积法制备了纳米晶镍,用X射线衍射和阴极极化曲线的测定对比研究了硫脲对沉积层晶粒尺寸以及阴极过电位的影响。结果表面,添加适量的硫脲,能够增大阴极极化,使镍沉积层晶粒尺寸变小。另外,沉积层的择优取向不随硫脲浓度的变化而改变。     

织构对电沉积纳米晶镍耐蚀性的影响

采用脉冲电沉积方法在304不锈钢表面制备出具有(111)或(200)择优取向的纳米晶镍。采用XRD对纳米晶镍的织构进行表征,并利用电化学工作站测试纳米晶镍的动电位极化曲线和交流阻抗谱。结果表明:织构对纳米晶镍的耐蚀性有明显的影响,具有(111)择优取向的纳米晶镍的耐蚀性最好;随着TC(111)的增大,纳米晶镍的耐蚀性增强。     

脉冲电沉积纳米晶镍镀层的织构与硬度

采用脉冲电沉积方法在304不锈钢表面制备出具有不同织构的纳米晶镍镀层。采用X射线衍射仪对镀镍层的结构进行了表征,并用超显微微米压痕仪测量了镀镍层的硬度。结果表明:随着电镀时间的延长,镀镍层的晶粒尺寸变化不大,约为(14±2)nm;择优晶面由(111)向(200)转变;硬度由6070 MPa降至3 750 MPa。织构的变化显著影响镀镍层的硬度,随着织构系数TC(111)的降低,镀镍层的硬度逐渐下降。     

喷射电沉积纳米晶镍的研究

用喷射电沉积法制备纳米晶镍,研究了电解液喷射速度、电流密度、沉积速度等工艺参数之间的关系,分析了沉积层的组织结构。结果表明：电解液喷射速度为２～５．５ｍ／ｓ,电流密度在８０～１６０Ａ／ｄｍ＾２之间时,最大沉积速度为１４～３２μｍ／ｍｉｎ,沉积层外观光亮。ｘ－射线衍射谱观察和透射电镜的分析表明：沉积层平均晶粒尺寸为２０～３０ｎｍ,且存在（２２０）结构。     

脉冲喷射电沉积纳米晶镍工艺优化研究

采用脉冲喷射电沉积方法在钢基体表面制备了纳米晶镍镀层,研究了占空比、频率、平均电流密度对镀层硬度的影响,并通过正交试验对工艺参数进行优化,用扫描电镜和X-射线衍射仪对镀层表面形貌和晶粒尺寸进行分析。结果表明,制备纳米晶镍镀层的优化工艺参数为:平均电流密度39.8 A/dm2、频率1 000 Hz和占空比20%,此时镀层最致密,硬度最高(530.6 HV),纳米晶镍平均晶粒尺寸最小(13.7 nm)。     

脉冲电流密度对电沉积纳米晶镍织构和硬度的影响

采用脉冲电沉积法制备了韧性较好的纳米晶镍镀层。考察了脉冲峰值电流密度对纳米晶镍镀层织构和硬度的影响。结果表明,随着脉冲峰值电流密度的增加,Ni(111)晶面择优取向程度逐渐增强,晶粒显著减小,镀层的硬度逐渐增加。纳米晶镍镀层硬度与晶粒尺寸的关系符合经典的Hall—Petch效应。     

电沉积TiO2/Ni纳米复合涂层的微结构与性能

采用电沉积法制备出TiO2／Ni纳米复合涂层,考察了搅拌强度对TiO2质量分数的影响,分析了复合涂层的抗高温氧化性能和摩擦学性能。结果表明：当达到中等搅拌强度（3级）时,纳米复合涂层中TiO2的质量分数最大;当TiO2质量分数在9％-13．5％变化时,随着其质量分数的增加,摩擦因数增大,耐磨性增强;随着TiO2质量分数的增加,复合涂层的抗高温氧化性能增强,氧化温度达到了530℃。     

脉冲电沉积纳米晶Zn涂层的结构表征与摩擦学性能

采用脉冲电沉积法,通过调节电流密度控制涂层的晶粒尺寸,在铜基体上制备了平均晶粒尺寸为6~32 nm的Zn涂层,采用XRD, SEM和显微硬度、摩擦实验等手段,表征了涂层的微观结构,并研究了其力学性能与摩擦学性能. 结果表明,纳米晶Zn涂层的表面平整致密,平均晶粒尺寸随电流密度增大而减小,随着晶粒尺寸减小,涂层的显微硬度增大,摩擦系数降低. 当电流密度从0.3 A/cm2增大至2.4 A/cm2时,平均晶粒尺寸从32 nm下降为6 nm,显微硬度从低于0.5 GPa增大至2.0 GPa以上,在大气环境中与Si3N4球之间的滑动摩擦系数从0.18降低至0.05. 硬度随晶粒尺寸的变化规律符合经典的Hall-Petch关系.     

The effect of current density on properties of electrodeposited nanocrystalline nickel

Nanocrystalline nickel electrodeposits were fabricated at 18, 25 and 50 mA cm^–2 using a sulfamate-based electrolyte. The crystallite size of the deposits was evaluated by XRD technique and their mechanical properties were characterized by tensile testing. The results of this study confirmed that increasing the current density results in an increase in the grain size of nickel deposits. The strength of the deposits decreased consistently with increasing the crystallite size. However, the deposit fabricated at 50 mA cm^–2, in comparison to nickel with conventional grain size (>1 m), showed a relatively low strength and a surprisingly low tensile elongation. It is suggested that the enhanced evolution of hydrogen at high current densities is responsible for the formation of larger crystals and the unusual low tensile elongation.     

电沉积纳米材料性能及应用的最新研究进展

电沉积纳米材料的制备工艺已经被人们所熟悉,它简单的制备工艺和低廉的价格吸引了各个领域的研究人员。本文对电沉积纳米材料的性能进行了总结,并列举出了目前的应用实例。     

双向脉冲电沉积纳米晶光亮镍镀层

采用双向脉冲电沉积法,以糖精和1,4-丁炔二醇作为光亮剂,在钢片上获得了光亮的纳米晶镍镀层.通过正交试验确定最佳的脉冲参教为:正向占空比50%,正向脉冲电流密度30A/dm2,正向周期10ms,反向占空比30%,反向脉冲电流密度8A/dm2.纳米晶光亮镍镀层晶粒细致均匀,孔隙率低,平整性好,无裂纹,具有良好的装饰效果.     

工艺条件对电沉积Ni-金刚石复合镀层性能的影响

研究了温度、电流密度、pH等工艺条件对镍-金刚石复合镀层性能的影响。实验表明,在金刚石含量为40 g/L的瓦特镀镍液中,当电流密度为1.5 A/dm2、温度为40℃、pH为3.8时,在45#钢上可获得性能较好的镍-金刚石复合镀层,且沉积速率适中。镀层中金刚石微粒含量为11%~13%(质量分数),镀层硬度为2100 MPa左右,耐磨性能较好。     

超声电镀锡铈合金的微观结构与性能

在超声波作用下进行了锡铈合金电镀。通过透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD),对镀层的表面形貌和结晶状态进行了表征,并用光栅光谱法对镀层成分进行了分析。探讨了超声波对锡铈合金镀层的抗氧化性、结合力、可焊性和耐蚀性的影响。结果表明:超声波的作用使镀层表面更均匀细致,结晶晶面形成以Sn(101)面为主的择优取向,超声波的作用增加了镀层中的铈含量,有利于合金的形成;超声波提高了镀层的可焊性、抗氧化性、耐蚀性等性能,优化了操作条件,促进了镀层择优取向的形成。     

电沉积纳米晶镍-铁-铬合金

采用直流和脉冲电沉积方式从三价铬的氯化物镀液中沉积出镍-铁-铬纳米合金镀层,利用扫描电镜分析镀层形貌及晶粒尺寸,研究了沉积速率,电流效率,三价铬浓度及pH值随沉积时间的变化关系,结果表明,脉冲电沉积所得镀层的结构和性能均优于直流电沉积,这是由于脉冲电沉积存在断电时间,使得电极表面扩散层中金属离子的浓度得到及时恢复。     

脉冲频率对纳米晶镍镀层结构及性能的影响

采用脉冲电沉积方法在黄铜基体上制备纳米晶镍镀层。研究了脉冲频率对镀镍层的微观结构、硬度及耐蚀性的影响。结果表明:直流电沉积制备的镀镍层表现为(111)晶面和(200)晶面的双择优取向,而脉冲电沉积制备的镀镍层仅在(111)晶面表现出择优取向;脉冲电沉积制备的镀镍层的硬度和耐蚀性均高于直流电沉积制备的镀镍层的;不同脉冲频率下制备的镀镍层的硬度没有显著差别,约为5 500 MPa;但不同脉冲频率下制备的镀镍层的耐蚀性存在差别,脉冲频率为0.1kHz时制备的镀镍层在3.5%的NaCl溶液中的耐蚀性最好。     

Corrosion resistance properties of electroless nickel composite coatings

Electroless nickel (EN) composite coatings incorporated with PTFE and/or SiC particles demonstrated significantly improved mechanical and tribological properties as well as low surface energy which are desired for anti-sticking and wear resistant applications. The corrosion resistance of these composite coatings, however, has not been systematically studied and compared. This work aimed to investigate the corrosion characteristics of EN composite coatings using electrochemical measurements which include open circuit potential (OCP), electrochemical impedance spectroscopy and potentiodynamic test. The effects of the co-deposited particles on corrosion behavior of the coatings in 1.0 N H₂SO₄ and 3% NaCl media were investigated. The surface autocatalytic properties and the post-heat-treatment on coating corrosion resistance were also discussed. The results showed that both EN and EN composite coatings demonstrated significant improvement of corrosion resistance in both acidic and salty atmosphere. Ni striking substantially enhanced the corrosion resistance due to the improvement of the surface autocatalytic properties and homogeneity. Proper post-heat-treatment significantly improves the coating density and structure, giving rise to enhanced corrosion resistance.