纳米ZrO2粒子在镀液中的分散悬浮与单分散Ni-ZrO2纳米复合镀层的制备

表面能高的纳米颗粒在镀液中极易团聚,而使镀层失去纳米特性,为了解决这个问题,对纳米颗粒在镀液中的团聚与分散机理进行了论述.以高分子聚电解质为分散剂,在镀镍溶液中实现了ZrO2纳米粒子的单分散,并在此纳米复合镀镍溶液中制备出单分散Ni-ZrO2纳米复合镀层.分析了分散剂用量与ZrO2纳米粒子悬浮分散性间的相关性,对制备的纳米复合镀层的结构和性能进行了研究.结果表明,高分子聚电解质的用量对ZrO2纳米粒子在镀液中的分散性能有较大的影响,其间存在一最佳值(5 g/L),同样它对镀层的硬度仍存在5 g/L这一最佳值.     

非晶态Ni-P-ZrO2复合镀层的耐磨性能

采用纳米ZrO2作为复合粒子,通过电镀方法制备非晶态Ni-P-ZrO2复合镀层,研究纳米ZrO2粒子及热处理温度对复合镀层耐磨性能的影响。结果表明:纳米ZrO2粒子的存在不影响镀层基质金属的非晶态结构;镀态下Ni-P镀层的磨损受黏着磨损和犁削磨损机制共同作用,耐磨性能较差,纳米ZrO2粒子的加入,缓解了镀层的黏着磨损和犁削作用,使磨损量大幅降低;非晶态Ni-P-ZrO2复合镀层在350℃热处理温度下已转变为晶态结构,镀层具有最高的耐磨性能,其磨损方式为磨粒磨损和脆性剥离。     

铬-纳米金刚石复合镀影响因素的研究

在对市售纳米金刚石进行适当的机械化学改性、分散及分级,制得粒度分布在150nm 以内、浓度可调、分散稳定、不含污染镀液成分的复合镀用纳米金刚石悬浮液的基础上,研究了工艺条件、纳米金刚石粒度和表面状态、镀液中添加表面活性剂对铬-纳米金刚石复合镀镀层性能的影响。结果表明,常规硬铬电镀工艺同样适合于铬-纳米金刚石复合镀;纳米金刚石团聚体解聚、粒度分布均匀和在镀液中稳定分散是得到高性能镀层的前提条件;颗粒能否在阴极粘附足够长的时间形成强吸附是颗粒沉积的关键,标准镀液中加入纳米金刚石镀层显微硬度反而降低,添加表面活性剂镀液中的复合镀层晶粒明显细化、显微硬度提高可达35%。     

不同的SiC纳米颗粒镀前处理对Ni-SiC纳米复合镀层性能的影响

借助电化学阻抗谱测试技术和显微硬度测试技术,对比分析了不同的SiC纳米颗粒镀前处理和不同的电流密度对Ni-SiC纳米复合镀层耐腐蚀性能和硬度的影响.结果表明:采用阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)对SiC纳米颗粒作镀前处理提高了复合镀层的耐腐蚀性能和硬度,而采用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)则降低了镀层的耐腐蚀性能和硬度;超声波式磁力搅拌镀前处理的方式不影响复合镀层的耐腐蚀性能,但影响其硬度;增大电镀时的电流密度,可以提高复合镀层的耐腐蚀性能和硬度.     

化学复合镀纳米金刚石粉的研究

研究了化学复合镀纳米金刚石粉的不同施镀工艺,并分析了复合镀层的性能和结构。结果显示,与机械搅拌和氮气搅拌相比,注射搅拌制得的复合镀层中的纳米金刚石含量较高。实验中选用的几种表面活性剂未能提高复合镀层中纳米金刚石的复合量。纳米金刚石的嵌入不改变复合镀层的结构,但使镀层表面形成不平整的、微小球粒堆砌状形貌。     

纳米Ni-SiC非晶态复合镀层的制备工艺及性能研究

采用超声-电沉积法,在45钢表面制备纳米Ni-SiC非晶态复合镀层.研究镀液中纳米SiC粒子的悬浮量、超声功率和电沉积条件对复合镀层的影响.利用扫描电镜、电子探针、显微硬度计和摩擦磨损试验机等对复合镀层的形貌、组织结构及性能进行分析研究.结果表明,采用适当的超声-电沉积工艺(SiC粒子的悬浮量4 g/L,超声功率200 W),可以制备性能较好的纳米Ni-SiC复合镀层,其磨损量约为镍镀层的1/5,显微硬度是镍镀层的3倍左右.     

电沉积Ni-W非晶态合金复合镀层研究

研究了在Ni－W非晶态合金镀液中加入ZrO2纳米微粒后的电沉积工艺,得到工艺参数与非晶态复合镀层的成分、结构和镀层在面形貌的关系。加入ZrO2纳米微粒后,提高了Ni-W非晶态复合镀层的高温抗氧化性能和硬度。     

表面活性剂在Ni-SiC复合电镀中的作用及机理

研究了表面活性剂对镍-碳化硅复合镀层性能的影响及作用机理。结果表明，阳离子表面活性剂可提高镀层粒子含量，有利于共沉积;非离子表面活性剂显著改善了镀层的耐磨性。在适当的工艺参数和表面活性剂组合下，可制备出性能优良、微粒弥散均匀的耐磨复合镀层。在复合电沉积过程中，表面活性剂增加了阴极极化程度。     

电沉积工艺参数对Ni-TiN-CeO2二元纳米复合镀层中粒子复合量的影响

采用超声-脉冲电沉积法制备了Ni-TiN-CeO2二元纳米复合镀层,研究了工艺参数对镀层中CeO2及TiN粒子复合量的影响,并对镀层的表面形貌及成分进行了测试和分析。结果表明,超声-脉冲电沉积Ni-TiN-CeO2纳米复合镀层的最佳工艺参数为阴极电流密度4A/dm2,TiN粒子添加量15g/L,CeO2粒子添加量40g/L,正向脉冲占空比20%,超声波功率180W。在该工艺条件下,可获得CeO2质量分数为3.3%、TiN质量分数为4.4%的Ni-TiN-CeO2二元纳米复合镀层。同时,TiN与CeO2二元纳米粒子的加入,充分发挥了两种纳米粒子复合的协同效应,优化了粒子与基质金属的共沉积方式,大大改善了镀层质量。     

镍基纳米复合镀层的研究进展

综述了有关镍基纳米复合镀层的制备方法及每种制备方法的特点。工艺条件对镀层中纳米微粒复合量、分布情况及复合镀层性能都有重要影响。分析了表面活性剂、镀液pH值、电流密度、镀液温度对镍基纳米复合镀层的影响。介绍了镍基纳米复合镀层在几个主要领域的应用。最后通过对目前镍基纳米复合镀层研究的总结,展望了今后的研究重点及发展方向。     

Ni-Al2O3复合镀工艺及镀层性能的研究

介绍了Ni-Al2O3耐磨复合镀的制备工艺,讨论了工艺参数对镀层质量的影响.研究表明,电流密度增大不利于提高镀层中纳米颗粒的含量,pH值增大会使复合含量降低,电镀时适当搅拌或适当改变搅拌方式可以使复合镀层中的纳米颗粒含量提高.Al2O3颗粒的加入能有效阻止镍晶粒的生长,且在颗粒附近复合镀层的硬度比镀纯镍成倍的提高,Al2O3颗粒越细小作用越明显.目的是提高不锈钢表面的耐磨性,制备的复合镀层耐磨性高于镀纯镍.确定了适宜的工艺范围:纳米粉体质量浓度为10～20 g/L,电镀时间10～15 min,电流密度1.5～2.0 A/dm2,pH值为4.0～5.0,机械搅拌速度120 r/min,超声波功率200 W,电镀温度45℃.     

自动化n-SiC/Ni复合电刷镀层的高温摩擦性能研究

采用自主研制的自动化电刷镀技术制得n-SiC/Ni复合电刷镀镀层.对比研究了手动与自动复合电刷镀镀层的组织与摩擦磨损性能.相对于手动电刷镀镀层,自动化镀层表面形貌更加均匀细化,组织更加致密,显微硬度更高.高温滑动摩擦磨损实验表明:相对于手动电刷镀镀层,自动化镀层拥有更好的耐磨性能.     

铝基Pb-WC-CeO_2脉冲复合镀层阳极材料的电催化性能

目前,电镀锌工业常用的Ca、Co系铅基合金阳极成本高、性能不佳,不能广泛应用,将WC和稀土CeO2掺杂入铅及其合金可望解决上述问题。采用脉冲电镀在铝基体上制备了Pb-WC-CeO2复合镀层用作阳极材料。考察了正向脉冲参数(平均电流密度Jm,占空比r及正向电流时间ton)及镀液温度对复合镀层在模拟锌电解液中用作惰性阳极时的电催化性能,从节能高效角度优选出了脉冲工艺:Jm=0.12 A/cm2,r=20%,ton=200 ms,温度50℃。在此工艺条件下获得了具有较低析氧电位、较好电催化活性的阳极材料。     

钢线材硫酸盐体系电镀纳米晶锌镀层工艺研究

为了克服传统线材高速电镀锌工艺存在的镀层耐蚀性能差问题,研究了硫酸盐电镀纳米晶锌镀层的工艺.采用场发射扫描电子显微镜、透射电镜和X-射线衍射技术对镀锌层的表面形貌及晶粒尺寸进行了表征,利用极化曲线和线材缠绕试验对纳米晶锌镀层的耐蚀性能和延展性能进行了研究.结果表明:在基础硫酸盐镀液体系中,仅通过改变脉冲电镀参数并不能得到纳米晶锌镀层;而在含有唯一添加剂(晶粒细化剂1 g/L)的基础硫酸盐镀液体系中,通过对双脉冲电镀参数的优化,得到了平均晶粒尺寸为31 nm,结晶细密、平整、光亮的纳米晶锌镀层;该纳米晶锌镀层在低碳钢板材和线材表面重现性良好;纳米晶锌镀层的耐蚀性能优于传统粗晶锌镀层,且具有良好的延展性.     

Fe-SiC复合电镀的工艺研究

为了提高镀铁层的硬度和耐磨性,进行了铁基复合镀的研究.利用自制的不对称交-直流电源,采用无刻蚀镀铁工艺,通过在镀液中加入不溶性非金属固体颗粒SiC,用电化学的方法使铁与这些颗粒共同沉积,可以获得沉积速度快、与基体结合牢固、硬度高、耐磨性好、厚度均匀的铁基复合镀层.结果表明,铁基复合镀对延长零部件的使用寿命具有明显的优越性.     

常温高效硫酸盐三价铬电镀工艺

六价铬电镀工艺严重污染环境,有望被三价铬电镀取代.三价铬电镀分为氯化物体系和硫酸盐体系,其中硫酸盐体系因具有阳极无有害气体析出、不腐蚀设备等优点,近年来发展迅速.通过大量试验开发出常温甲酸-草酸体系硫酸盐工艺,并借助小槽挂镀、Tafel曲线、EIS曲线和CASS试验等方法对镀液和镀层性能进行了分析.结果表明,在优化工艺条件下,该工艺镀层沉积速率高达0.18μm/min以上,分散能力93%,覆盖能力96%,耐蚀性好,是一种性能优良、高效的三价铬电镀工艺.     

电镀非晶态镍钨合金工艺研究

研究了电镀非晶态镍钨合金工艺,采用EDS、XRD等手段检测了镍钨合金镀层,并将工艺条件如电流密度Jc、镀液pH值、镀液温度等对镀层的影响进行了比较,得出非晶态镍钨合金电镀的最佳工艺:[W]/([W] [Ni])为0.6～0.8,Jc=6.0～12.0 A/dm2,温度55～65℃,pH=6.5～7.5.结果表明,W含量质量分数高于44%的镍钨合金镀层结构为非晶态;且在此工艺下易得到钨含量在44%以上的非晶态钨合金镀层.     

纳米ZrO2对热喷涂尼龙1010涂层非等温结晶与熔融行为的影响

利用火焰喷涂法制备了尼龙1010(PA1010)/n-ZrO2复合涂层,采用差示扫描量热法(DSC)对复合涂层的非等温结晶过程、熔融行为进行了分析.结果表明,纳米ZrO2粒子的加入不仅能提高复合涂层的结晶速率和结晶温度,而且使复合涂层的熔融峰肩峰的熔融温度高于纯PA1010涂层.结论:纳米ZrO2粒子具有成核剂的作用,诱导尼龙大分子结晶,使其结晶能力及结晶的完善程度提高.     

Composite Electroplating to Obtain Ni-ZrO2 Nanocomposite Coatings Containing Monodispersed ZrO2 Nanoparticles

The Zirconia nanoparticles are dispersed well in the plating bath using polyelectrolyte dispersant and NiZrO2 nanocomposite coatings containing monodispersed ZrO2 nanoparticles are successfully prepared under DC electrodeposition condition. The effects of the dispersant concentration on the dispersibility of Zirconia nanoparticles in the plating bath and the hardness of nanocomposite coatings have been investigated. The results shows that the hardness of nanocomposite coatings are strongly influenced by the dispersion state of ZrO2 nanoparticles in the composite coatings and only a very low volume percent of monodispered ZrO2 nanoparticles in Ni-ZrO2 composite coatings will result in higher hardness of the coating.