CORRELATION BETWEEN STRUCTURE OF ELECTROCHEMICALLY DEPOSITED (Fe,Co,Ni)-P LAYERS AND PROCESS CONDITIONS

用测定阴极极化曲线、比色分析、X射线、扫描电镜及电子探针分析等方法系统地研究了(Fe,Co,Ni)-P合金电化学沉积条件与镀层结构的关系。结果表明:电化学沉积条件对镀层结构的影响是通过镀层中磷含量变化实现的;镀液中NaH_2PO_2浓度及pH值是两种主要影响因素;找出了电位与结构关系以及各系非晶态结构小片堆垛最高高度。     

纳米结构黑镍薄膜的电沉积制备及其电化学行为

采用电沉积方法制备具有整体纳米结构的黑镍镀层,并通过肉眼观察结合扫描电镜、X射线衍射等测试技术研究电沉积过程中的主要参数(电解液pH、搅拌速度、制备温度及电流密度)对镀层颜色及整体微观结构的影响。进一步采用动电位极化及电化学阻抗等电化学测量技术研究黑镍镀层在中性3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为及腐蚀机理。结果表明：黑镍镀层的颜色变化趋势决定于电沉积制备参数的选择;通过优化本工艺制备的黑镍镀层平均粒径约为50 nm。对比了近似条件下制备的光亮镍镀层,发现黑镍镀层在耐蚀性方面具有较大优势。     

镀液中SiC含量对化学镀Ni-P-SiC复合镀层结构和性能的影响

利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和腐蚀电化学测试研究了镀液中SiC含量对化学镀Ni-P-SiC复合镀层结构和耐蚀性能的影响。结果表明,随着镀液中SiC含量的增加,镀层沉积速率和镀层中SiC共沉积量呈现先增加后降低的趋势,镀层中P含量和沉积胞状颗粒尺寸逐渐降低。电化学测试结果表明,镀层中SiC共沉积量的变化不影响镀层腐蚀反应机理,但是镀层耐蚀性随SiC共沉积量的增加而降低。结构分析显示,NiP-SiC镀层致密性良好,基本完全覆盖了镁合金基体。     

电化学沉积镍基MoS_2复合镀层及其宽温域摩擦性能

为了降低纯镍镀层的摩擦因数,研究镍基MoS_2复合镀层适用温度范围,进一步提高金属机件在极端摩擦条件下的服役寿命。采用电化学沉积法在45钢基体表面制备不同MoS_2浓度的镍基固体润滑复合镀层。用复合电镀循环伏安曲线法研究复合镀层的电化学沉积规律,采用XRD、SEM对复合镀层的组织结构及摩擦形貌进行分析探讨,对比分析不同含量MoS_2复合镀层的摩擦磨损性能及机制。结果表明:MoS_2的加入促进了阴极极化,提高了镀层的结晶细致程度;同时能显著降低镀层摩擦因数,在MoS_2浓度为30 g/L的溶液中沉积的复合镀层在室温下的摩擦因数最低为0.02~0.03;在400℃以下摩擦环境中,复合镀层摩擦因数保持在0.02~0.05之间,具有很好的润滑性能;温度超过400℃时,MoS_2将逐渐被氧化为Mo O3,摩擦因数接近0.15,失去润滑效果。     

选区电化学沉积镍镀层的微观形貌及耐磨性

利用选区电化学沉积技术在45钢基体上沉积镍镀层,并对其进行形貌观察、能谱分析探寻选区电化学沉积镍镀层组织生长规律,并将镀层和基体耐磨性进行了试验对比。结果表明,选区电化学沉积生长过程为由小型颗粒逐步生长堆叠成为致密镀层;晶粒生长呈螺旋式上升堆叠形态,球状晶粒内部和表面存在微裂纹;晶粒间隙处存在氧元素,氧化反应对于小型晶粒之间的相互融合起抑制作用;选区电化学沉积镍镀层结构组织更加致密,镀层组织与基体组织间存在明显的分界线,镀层组织相较于基体材料耐磨性更好。     

Ni-P-SnO_2复合镀层的制备及其性能

利用双脉冲电沉积技术在碳钢基体上制备了Ni-P-SnO2纳米复合镀层。以沉积速率、显微硬度及表面形貌为考察指标,获得制备Ni-P-SnO2纳米复合镀层的最优工艺条件:2g/L纳米SnO2、电流密度2A/dm2、镀液温度60℃、电镀时间30~40min、占空比20%~30%、频率100~150 Hz。通过SEM、XRD技术对Ni-P-SnO2复合镀层的表面形貌、相结构进行了表征;通过电化学测量技术对镀层的电化学行为进行了研究。结果表明:纳米复合镀层表面完整,没有明显的缺陷,纳米SnO2均匀地分布在Ni-P镀层中,硬度高,其耐蚀性能虽不及Ni-P镀层,缓蚀率也高达90%以上。     

电沉积Cu/液体微胶囊复合镀层的微观结构及沉积机理

采用直流电沉积法制备纳米结构的Cu/液体微胶囊复合镀层。借助扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射（XRD）分析和表征复合镀层的表面形貌和微观结构。结果表明：加入微胶囊使得复合镀层由粗晶结构转变为纳米晶结构,其中镀层中液体微胶囊及铜纳米晶的尺寸分别为2～20μm和10～20nm。此外,通过理论分析证实了铜与液体微胶囊的电沉积过程遵循电化学沉积机理,并提出了相应的电沉积过程模型。     

Al-Ti合金的电沉积过程及镀层性能

应用循环伏安法等电化学研究方法,研究了低温熔盐中Al、Ti共电沉积的电极过程.分析了Al-Ti合金镀层的组成与结构的关系,以及合金中的含Ti量对镀层表面结晶状态的影响.结果表明,Al-Ti合金镀层具有优异的耐蚀性,提高含Ti量,则其耐蚀性增加.     

Ni-氧化石墨烯纳米复合镀层的力学及抗腐蚀性能研究

目的 探究镀液中氧化石墨烯(GO)含量对于Ni-GO复合镀层的组织结构、力学性能、耐腐蚀性能的影响,并以此来确定GO的添加量。方法 采用电沉积技术制备Ni-GO复合镀层,并采用正交试验的方法找到Ni-GO复合镀层的优化制备工艺。通过SEM、EDS、XRD、XPS、拉曼等技术对GO和制备的Ni-GO复合镀层的形貌、组织结构进行表征分析,采用硬度仪、摩擦磨损试验仪、电化学工作站等对Ni-GO复合镀层的力学性能及耐蚀性进行分析。结果 采用正交试验的方法得到了Ni-GO复合镀层优化制备工艺条件,GO质量浓度为1.0 g/L,阴极电流密度为5 A/dm²,镀液温度为60 ℃,电镀时间为50 min。基于优化工艺条件下镀层的硬度为596.5HV,沉积速率为6.583 g/(dm².h)。其中镀液中氧化石墨烯浓度对Ni-GO复合镀层性能影响最大。结论 研究发现,Ni-GO复合镀层底部是Ni含量比较多的菜花头结构,在菜花头上面主要是石墨烯与Ni晶粒镶嵌在一起的尺寸不一的珊瑚状结构。当镀液中GO质量浓度为1.0 g/L时,制备出的Ni-1.0GO复合镀层中石墨烯含量最高,珊瑚状结构连接缝隙变小,组织致密性最好,孔隙缺陷最少。与Ni镀层相比,Ni-1.0GO复合镀层的硬度提高了37.7%,磨损质量损失减少了73.5%,耐蚀速率降低了44.8%。     

Ni-Cr-P化学镀层的制备与电化学腐蚀行为

通过化学镀技术制备Ni-Cr-P三元合金镀层。利用称重法,SEM,EDS,XRD和电化学测试等方法,研究镀液中CrCl_3,C_3H_6O_3,C_2H_5NO_2和K_2C_2O_4浓度对Ni-Cr-P镀层的沉积速率、Cr含量及其在模拟燃料电池环境中电化学腐蚀行为的影响。结果表明,CrCl_3浓度增加,沉积速率提高;随着C_3H_6O_3,C_2H_5NO_2和K_2C_2O_4浓度的增加,沉积速率不断降低。Ni-Cr-P镀层的表面形貌呈胞状结构,镀层为非晶和微晶混合结构。Ni-Cr-P镀层的自腐蚀电位远高于Ni-P二元合金镀层的,向正移动约0.25 V;其电荷转移电阻增大,腐蚀电流密度降低了约两个数量级,Ni-Cr-P三元合金镀层的耐蚀性明显优于Ni-P二元合金镀层的。     

Ni-Co-P-BN(h)-Al_2O_3二元纳米复合镀层润湿性及耐蚀性

采用电沉积法在45钢表面制得Ni-Co-P-BN(h)、Ni-Co-P-Al_2O_3及Ni-Co-P-BN(h)-Al_2O_3纳米复合镀层。利用SEM、EDS、XRD对镀层的组织、成分及相结构进行了表征和分析,并利用激光共聚焦显微镜、光学接触角测量仪和电化学工作站分别对镀层的表面粗糙度、润湿性及防腐性能进行研究。结果表明:二元纳米颗粒掺杂配比对Ni-Co-P-BN(h)-Al_2O_3镀层的表面形貌、表面粗糙度及厚度均有影响。与Ni-Co-P-BN(h)和Ni-Co-P-Al_2O_3镀层相比,在水滴体积为3μL、速度为1μL/s条件下,Ni-Co-P-BN(h)-Al_2O_3镀层表面静态接触角为133°,镀层表面具有更高的疏水角。电化学试验表明:在5%的NaCl溶液中,Ni-Co-P-BN(h)-Al_2O_3镀层的最小腐蚀电流密度和腐蚀速率分别为1.0806×10-6A/cm~2和0.01308mm/a,镀层具有更优的耐蚀性。镀层中共沉积的纳米BN(h)、Al_2O_3颗粒充分发挥二元纳米粒子的优势,进一步提高了二元纳米复合镀层表面的疏水性和耐蚀性。     

快速化学镀 Ni-Zn-P 合金工艺及镀层性能

目的确定快速化学镀Ni-Zn-P合金的工艺。方法通过一系列实验,研究主盐含量、pH值、温度、时间等对镀层沉积速度及镀层锌镍比的影响,确定最优工艺条件。借助SEM,EDS,XRD及电化学方法分析镀层微观形貌、成分及耐蚀性。结果在ZnSO4·7H2O8 g/L,NiSO4·6H2O 35 g/L,NaH2PO2·H2O20 g/L,NH4Cl 50 g/L,C6H5Na3O7·2H2O 70 g/L,稳定剂1.5 mg/L,p H=9.0,温度90~95℃的条件下,化学镀Ni-Zn-P合金沉积速度为5~6μm/h,镀层中Zn质量分数为8%~10%,P质量分数为6%左右,Ni质量分数为80%~85%。Zn的存在使Ni呈现出晶态结构,在XRD谱图上2θ=45°及2θ=52°位置分别出现了Ni(111),Ni(200)衍射峰。施镀时间不会影响镀层成分,但会影响镀层耐蚀性。施镀1.5 h时,镀层厚度约为9~10μm,其耐蚀性略好于相同厚度的Ni-P镀层。结论 Ni-Zn-P化学镀沉积速度较快,8%~10%的Zn使镀层中Ni呈晶态结构,且改善了镀层耐蚀性。     

施镀时间对铝材表面化学镀Ni-W-P合金镀层性能的影响

采用电化学试验等方法,研究了施镀时间对Ni-W-P合金镀层的沉积速率、孔隙率、腐蚀速率、电化学性能等的影响。结果表明:施镀时间为40min时,Ni-W-P合金镀层沉积速率较高,厚度较厚,为12μm,表面平滑光亮,结合力良好,孔隙率最低,为0.25个·cm-2,镀层的耐腐性最好。同时,此时镀层的维氏硬度高,为155 HV,镀层组织结构紧密均匀,由非晶态和微晶构成混晶结构,非晶态结构的出现是其耐蚀性高的重要原因。     

一种碱性电镀锌镍合金镀层的抗腐蚀性能研究

在一种锌镍合金碱性电镀体系中,以四乙烯五胺(TEPA)和三乙烯四胺(TETA)混合物作为镍离子络合剂的碱性电镀锌镍合金体系,在低碳钢基材上电沉积制备锌镍合金镀层.利用电化学工作站测试了镀层在3.5％NaCl溶液中的极化曲线和电化学阻抗谱,考察不同电沉积条件参数(电流密度、镍含量、搅拌等)对锌镍合金镀层的腐蚀电化学行为的影响.结果表明,在3.5％NaCl溶液中的模拟海水溶液中,通过极化曲线测得腐蚀电位和腐蚀电流可知镀液含镍含量一定范围内(Ni2+/Ni2++Zn+=15 mol％～20 mol％,得到的镀层对基体有很好的防护作用;随着电流密度的增大镀层的腐蚀电位变负;腐蚀介质的酸碱性越强对镀层的腐蚀越大.     

脉冲电镀Ni-W-P镀层及其耐蚀性（英文）

采用脉冲电镀法在Cu基体上制备Ni-W-P合金镀层,并通过单因素方法探讨电解液pH(1~3)、温度(40~80°C)、平均电流密度(1~7 A/dm~2)及脉冲频率(200~1000 Hz)对沉积速度、镀层结构及耐蚀性能的影响。采用扫描电子显微镜、X射线衍射和X射线能谱仪对镀层表面微观形貌、结构及元素组成进行分析。在3.5%NaCl(质量分数)溶液及土壤溶液中采用动电位极化曲线及电化学阻抗谱对镀层的耐蚀性能进行研究。结果表明:脉冲电镀Ni-W-P镀层具有良好的耐蚀性能,且脉冲电镀参数对镀层结构及耐蚀性能具有十分重要的影响。最优脉冲电镀Ni-W-P镀层参数如下:pH 2.0、温度60°C、平均电流密度4 A/dm~2、脉冲频率600 Hz。在最优脉冲电沉积参数条件下制备的Ni-W-P合金镀层具有优良的耐腐蚀性能(276.8 k?),其表面致密,无任何明显缺陷。     

铈对纳米晶锌镀层耐蚀性能的影响

在酸性硫酸盐直流电沉积纳米晶锌镀层的镀液体系中,引入铈盐后沉积得到新的纳米镀层。运用AES（原子发射光谱）、XRD及SEM等方法表征了含铈纳米晶锌镀层的化学组成与结构,采用电化学方法研究了铈对纳米晶锌镀层耐腐蚀性能的影响。结果表明,镀液中加入硫酸亚铈后,能够沉积得到含有少量铈的纳米晶锌镀层,并且晶粒也发生了轻微的细化;与单纯锌镀层相比,含铈的锌镀层具有更高的耐蚀性能,其原因在于腐蚀过程中形成了更为致密的、以Zn₅（OH）₈Cl₂·H₂O为主的产物层,且Zn₅（OH）₈Cl₂·H₂O的择优取向与纯锌镀层不相同。     

强磁场中电沉积Ni-P合金的研究

在电沉积镍磷合金薄膜的过程中施加与电流方向垂直的强磁场,研究了不同磁感应强度对电沉积Ni-P合金薄膜的微观形貌、组织结构和耐腐蚀性能的影响.结果表明:在电沉积过程中施加强磁场可以提高镀层中的磷含量.从SEM照片中观察到随着磁感应强度的增加,非晶团簇尺寸逐渐变小.通过XRD图谱分析可知Ni-P合金镀层是由非晶态结构和晶态结构的混晶组成,随着磁感应强度的增大,镀层中的镍<111>择优取向增大,电化学分析结果表明镀层的自腐蚀电位也逐渐提高,表明耐腐蚀性能逐渐提高.     

激光同步辐照对电化学沉积铜组织结构及结合力的影响

目的 解决单一电化学沉积制备铜镀层沉积速度慢、沉积颗粒易团聚、晶粒生长不均匀及其与基体结合力差等问题。方法 采用沉积前激光处理、沉积过程激光同步辐照的方法,在316L不锈钢上制备铜涂层,通过光学显微镜、扫描电子显微镜、自动划痕仪分析了铜镀层表面形貌、截面厚度、涂层物相和结合力,探究了激光的增强作用和复合沉积技术下镀层的生长机制。结果 激光同步辐照促进了晶粒的高择优取向及沉积电位的正移。单一晶面的高择优取向利于提高镀层晶粒生长的均匀性,使镀层表面的凸起、孔洞明显减少,变得平整致密。同时,激光同步辐照使镀层表面粗糙度维持在一个较低的范围,使沉积质量不会随沉积时间的增加而降低,有利于电化学沉积的继续进行,实现镀层增厚。相同沉积时间(60 min)下,传统电化学沉积所得镀层的沉积厚度为62.62μm,表面粗糙度为4.741μm;而激光同步复合电化学沉积所得镀层的沉积厚度为138.39μm,表面粗糙度为0.995μm;且镀层表现出与基体更佳的结合力,与基体间的极限载荷可达98.2 N。结论 激光同步辐照提高了铜镀层的沉积效率、质量及其与基体间的结合力。     

粉煤灰作惰性粒子的镍复合镀层

用粉煤灰(FA)作为惰性粒子,电沉积得到复合镀层Ni/FA。粉煤灰的尺寸为3?7μm,主要成分是72%SiO2和25%Al2O3。进行电沉积的工艺条件是瓦兹镀镍液含粉煤灰的浓度为5、20、50 g/L,电流密度为2、4 A/dm2,温度为50°C,磁搅拌速度为250 r/min。采用扫描电子显微镜(SEM+EDX)、电化学测试和硬度测量来研究复合镀层Ni/FA 的形态、成分和性能。镀层中粉煤灰的含量与镀液中粉煤灰的浓度以及相关工艺参数有关。由于镀层中加入了粉煤灰从而使镀层的力学与电化学性能得到改善。复合镀层Ni/FA的硬度达HV430,而纯Ni镀层的硬度只有HV198。电化学测试表明,复合镀层Ni/FA的耐腐蚀比纯镍镀层的高。     

Cu~(2+)浓度对Ni-Cu-P化学镀层耐蚀性能的影响

为提高镀件的耐蚀性,采用化学沉积的方法在Q235B钢样沉积Ni-Cu-P镀层。利用维氏硬度仪、SEM、EDS及Autolab电化学工作站分析了Cu~(2+)浓度对Ni-Cu-P合金镀层成分、微观形貌及耐蚀性的影响。结果表明:CuSO_4浓度在0. 4 g/L左右时,Ni-Cu-P合金镀层的耐蚀性最好。