纳米稀土CeO2掺杂对Ni-Fe-Co-P合金镀层性能的影响

利用喷射电沉积技术制备了Ni-Fe-Co-P-CeO_2复合镀层。通过SEM、XRD、EDS等测试了复合镀层的表面形貌、截面形貌、物相结构和组成成分,同时,表征了复合镀层的硬度、耐磨和耐蚀性能,探究和分析了纳米稀土CeO_2颗粒浓度对镀层性能的影响。结果表明:该多元复合镀层为非晶态结构;随着镀液中CeO_2颗粒浓度的增加,复合镀层的显微硬度、耐磨性和耐蚀性均呈先增强后减弱的趋势;镀液中CeO_2颗粒浓度为1 g/L时,复合镀层的表面均匀致密,其HV_(0.1)显微硬度达到最大值5982 MPa,且具有最优的耐磨和耐蚀性能。     

电沉积方式对Ni-CeO_2纳米复合镀层摩擦磨损性能的影响

采用直流电沉积、脉冲电沉积和超声辅助脉冲电沉积制备Ni-CeO2纳米复合镀层,研究电沉积方式对纳米复合镀层表面形貌、显微硬度和摩擦磨损性能的影响,并用扫描电子显微镜分析其磨损机理。结果表明:电沉积方式对Ni-CeO2纳米复合镀层的晶粒尺寸和性能有较大影响;当超声波引入脉冲电沉积过程时,超声波的强力搅拌作用和超声空化效应能促进CeO2纳米颗粒在镀层中均匀分布,进一步减小镀层的晶粒尺寸,明显提高镀层的显微硬度,从而改善镀层的摩擦磨损性能;Ni-CeO2纳米复合镀层的摩擦磨损性能均优于纯Ni镀层的;而超声辅助脉冲电沉积制备的Ni-CeO2纳米复合镀层的晶粒更加细小、显微硬度最高,其摩擦因数最低,耐磨损性能最佳。     

Cr-Al2O3纳米复合电沉积的研究

采用单因素实验方法探讨了电流密度、温度、pH值、搅拌速度对电沉积Cr-Al2O3纳米复合镀的影响;并用L9(34)正交实验方法,确定了主络合剂、辅助络合剂、分散剂、AlCl3.6H2O对纳米复合镀层外观、厚度以及纳米氧化铝含量的影响,确定了最佳镀液配方,并利用扫描电镜、能谱仪和硬度测试仪测试了所得镀层的形貌和性能。结果表明:在最佳工艺条件下,以主络合剂18.9g/L,辅助络合剂3.85g/L,分散剂质量分数2%,结晶氯化铝12g/L所得的镀层厚度可达到13.93μm,纳米氧化铝的质量分数平均可达到10.90%,镀层的显微硬度可达到867.9HV。     

Ni/Al2O3复合镀层中Al2O3微粒尺寸及热处理对镀层性能的影响

目的强化Ni基镀层并确定Al_2O_3尺寸对复合镀层性能的影响。方法在以硬度为评价标准的最佳工艺条件下,制备了三种尺寸的Al2O3(微米级、50 nm、30 nm)复合镀层,研究分析了不同尺寸Al_2O_3复合镀层的表面形貌、显微硬度、耐磨、耐蚀等性能。结果纳米复合镀层的表面形貌比微米复合镀层更光滑、平整、致密,晶粒更细小。Al_2O_3微粒尺寸越小,镀层越致密。纳米复合镀层的显微硬度、耐磨性能、耐蚀性能、抗高温氧化等性能均优于微米复合镀层及纯Ni镀层。热处理后的纳米复合镀层表面更加平整致密,热处理能显著提高镀层的显微硬度。50 nm复合镀层在保温温度为400℃时达显微硬度最大值461HV,30 nm复合镀层在保温温度为500℃时达显微硬度最大值496HV。热处理对纳米复合镀层的耐磨性能改善不明显。结论 Al_2O_3的尺寸越小,复合镀层的性能越好。     

磁场方向对脉冲电沉积制备Ni-ZrO2 纳米复合镀层性能的影响

目的 研究有无磁场条件和垂直、平行两种磁场方向对脉冲电沉积制备Ni-ZrO2纳米复合镀层性能的影响。方法 以45#钢作为基体,采用脉冲电沉积和磁场-脉冲电沉积法成功制备Ni-ZrO2纳米复合镀层。利用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）、原子力显微镜（AFM）观察纳米复合镀层的表面形貌、微观结构和表面粗糙度,利用显微硬度计、划痕仪、摩擦磨损试验机对纳米复合镀层进行显微硬度、结合力和摩擦磨损性能等力学性能研究。结果 相同工艺条件下,垂直磁场-脉冲电沉积条件制备的Ni-ZrO2纳米复合镀层的晶粒形状为金子塔状,镀层表面粗糙度有所改善,复合镀层显微硬度值最高,为370HV。平行磁场-脉冲电沉积条件下制备的Ni-ZrO2纳米复合镀层表面平整,均匀致密,复合镀层中Zr的质量分数为8.27%,表面粗糙度Ra和Rq值分别为82 nm和105 nm,镀层结合力为337 N,磨损量低于其他两种镀层的磨损量。结论 施加磁场后,在磁场MHD效应作用下,纳米复合镀层表面形貌平整,均匀致密,显微硬度提高,并且与基体结合性能和耐磨性都优于无磁场条件下制备的纳米复合镀层。平行方向磁场对Ni-ZrO2纳米复合镀层的力学性能有更明显的促进作用。     

超声电沉积制备Ni-ZrO2纳米复合镀层及其结构和性能的研究

制备了纯Ni镀层和Ni-ZrO2纳米复合镀层,并在沉积过程中引入超声波制备了超声Ni-ZrO2纳米复合镀层,对比分析了3种镀层的微观结构及高温抗氧化性、显微硬度、耐磨性。结果表明,超声电沉积Ni-ZrO2纳米复合镀层晶粒尺寸细小,具有良好的高温抗氧化性能、高的显微硬度和优良的耐磨性,并进一步分析了纳米颗粒和超声波在提高镀层性能方面所起的作用。     

激光重熔对 Fe-ZrO2复合镀层形貌及性能的影响

目的进一步提高电沉积Fe-ZrO2纳米复合镀层的性能。方法在45#钢基体表面电沉积FeZrO2纳米复合镀层,并进行激光重熔后处理。通过正交实验分析激光重熔参数对镀层显微硬度、结合力和表面形貌的影响,并优化重熔工艺。结果优化的工艺为:电流150 A,脉宽8 ms,频率15 Hz,扫描速率250 mm/min,负离焦量2 mm。镀层经激光重熔后,硬度提高,纳米颗粒得到了细化,与基体形成了冶金结合。结论激光重熔可以改善Fe-ZrO2纳米复合镀层的微观形貌,提高其性能。     

电流密度对喷射电沉积Co-Ni-Cr3C2复合镀层组织及性能的影响

目的研究不同电流密度下,Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层中纳米Cr3C2的含量变化及其对组织性能的影响,确定最佳电流密度。方法采用喷射电沉积的方法,选择不同电流密度(30、40、50、60 A/dm^2)制备Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层。利用SEM、XRD、显微硬度计、摩擦磨损试验机、3D测量激光显微镜对Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层的形貌、成分、结构、硬度和耐磨性能进行研究,并对Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层和Co-Ni合金镀层在不同退火温度下的硬度变化进行比较。结果纳米Cr3C2颗粒的加入未明显改变Co-Ni的异常共沉积,在电流密度为40A/dm^2时,Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层中Cr3C2纳米颗粒的质量分数最高,为12.05%。复合镀层表面凹凸不平,呈瘤状结构。电流密度的增加对复合镀层的成分及相结构影响不大,出现了Co和Cr3C2的衍射峰。Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层的硬度随电流密度的升高,先增大后减小,在电流密度为40 A/dm^2时,硬度最高,为585HV0.05。复合镀层的摩擦系数在电流密度为30、60 A/dm^2时波动较大,在40、50 A/dm^2时波动较小。其磨损体积随电流密度的升高,先减少后增加,在40 A/dm^2时,磨损体积最小。Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层硬度随退火温度的升高,先升高后降低,在退火温度为400℃时,显微硬度最高,为602HV0.05。结论Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层在电流密度发生变化时,其Cr3C2纳米颗粒的沉积量、硬度及耐磨性均发生了变化,在电流密度为40A/dm^2时,沉积量最高,硬度和耐磨性能最佳。此外,Co-Ni-Cr3C2纳米复合镀层在高温退火条件下仍能保持较高的硬度。     

纳米稀土颗粒CeO_2掺杂对Ni-P脉冲镀层微观结构与沉积机理的影响

利用双脉冲电流特性与超声场高频振荡效应电沉积法制备Ni-P/n-CeO2纳米复合镀层。借助环境扫描电镜（E-SEM/EDXA）、透射电子显微镜（TEM）及X射线衍射仪（XRD）,对镀层微观形貌、化学成分及晶体结构进行分析。结果表明：掺杂15g/L纳米CeO2（RE）颗粒,稀土Ce含量与沉积速度分别可达2.3%和68μm/h,晶粒致密,呈现非晶态;在600°C下时效处理2h,复合镀层的显微硬度高达HV780。讨论了纳米稀土颗粒吸附特性与脉冲过电势对电沉积机理的影响。Ce4＋或n-CeO2吸附在阴极活性表面形成大量具有催化作用的晶核,沉积并钉扎在开裂的纹裂源边缘。在高温时效时,纳米颗粒与部分Ni晶粒充分弥散互溶,占据空间,阻碍晶粒粗化及裂纹扩展,从而有效提高复合镀层的裂纹扩展抗力与显微硬度。     

电沉积方式对Ni-SiC纳米复合镀层性能的影响

目的通过研究电沉积方式对Ni-SiC纳米复合镀层性能的影响,进而改善Ni-SiC纳米复合镀层的性能。方法采用直流电沉积和脉冲电沉积分别制备Ni和Ni-SiC纳米复合镀层,使用扫描电镜和能谱仪研究镀层的表面形貌和成分,通过测量施镀前后镀件质量差计算沉积速率,采用硬度计测量了镀层的硬度,利用极化曲线和电化学阻抗方法研究镀层在3.5%NaCl水溶液中的耐腐蚀性能,分析了直流电沉积方式和脉冲电沉积方式对镀层各项性能的影响。结果脉冲电沉积方式制备的Ni-SiC纳米复合镀层的表面形貌更加致密、均匀、光滑,镀层硬度为616.3HV,自腐蚀电流为9.56×10~(-6) A,比直流电沉积制备的Ni-SiC纳米复合镀层的硬度和耐蚀性能均有所提高。结论电沉积方式对复合镀层的性能有很大影响,脉冲电沉积方式制备的Ni-SiC纳米复合镀层具有更好的性能。     

电沉积方式对 Ni-ZrO2 纳米复合镀层耐腐蚀性能的影响

目的改善Ni-ZrO2纳米复合镀层的耐腐蚀性能。方法分别采用普通电沉积、旋转阴极电沉积、超声电沉积和超声-旋转阴极电沉积四种方式制备Ni-ZrO2纳米复合镀层,分析镀层的ZrO2含量和微观形貌,研究镀层的耐腐蚀性能。结果普通电沉积镀层的ZrO2含量高,但晶粒粗大,组织不够致密,腐蚀速率高,腐蚀后的微观表面存在很多大的腐蚀坑洞。旋转阴极和超声辅助电沉积的镀层ZrO2含量较低,但晶粒有所细化,耐腐蚀性能提高。超声-旋转阴极电沉积的镀层ZrO2含量最低,但晶粒细化程度最高,组织致密度也最好,腐蚀速率低,表面腐蚀特征不明显。结论超声场和旋转阴极都会影响镀层的组织结构和ZrO2含量,超声波和旋转阴极协同作用下的效果最为显著,制备的纳米复合镀层耐腐蚀性能最好。     

石墨烯颗粒对Ni-Co-石墨烯复合镀层的表面性能影响

为了得到性能更加优异全面的复合镀层,使用复合电沉积技术制备不同石墨烯颗粒大小的Ni-Co-石墨烯复合镀层,并制备了Ni-Co合金镀层。测试镀层的表面形貌,相结构,显微硬度,耐磨性和耐蚀性能。结果显示,石墨烯在电沉积中很好的嵌入到了镀层基质中,而且石墨烯的存在并没有改变镀层基质的晶体结构;石墨烯的填加增加了复合镀层的显微硬度,最高可达805HV;降低了复合镀层的摩擦系数,在一定程度上减少了粘着磨损的面积;复合镀层的自腐蚀电流密度可以降低到1.0905×10-5A/cm2,低于Ni-Co合金镀层的自腐蚀电流密度。说明了石墨烯的添加增强了复合镀层的硬度,耐磨性和耐蚀性。     

组合超声条件下电沉积 Ni-Nd2O3纳米复合镀层的耐腐蚀性能

分别在单一超声和组合超声条件下制备了Ni-Nd2O3纳米复合镀层,分析了镀层的微观形貌,测定了镀层中纳米Nd2O3的含量,考察了纳米复合镀层的耐腐蚀性能。结果表明:组合超声可以提高Ni-Nd2O3纳米复合镀层中Nd2O3的含量,在组合超声空化效应和协同效应的作用下,复合镀层的晶粒细化,组织致密,腐蚀速率降低,表现出优良的耐腐蚀性能。     

超声波-双脉冲电沉积法制备Ni-CeO2纳米复合镀层

利用超声波高频振荡效应与双脉冲电源特性电沉积法制备Ni-CeO2稀土纳米复合镀层。利用环境扫描电镜(E-SEM)及透射电子显微镜(TEM),分别对镀层的微观形貌与晶粒结构进行分析表征。分析时效热处理和纳米稀土CeO2掺杂对晶体结构转变、显微硬度、热裂纹产生与扩展机理的影响。研究表明:由于纳米尺度稀土颗粒"抢占"Ni晶粒长大的空间,限制其粗大,生成组织致密且具有非晶态结构的合金镀层;复合沉积的稀土能钉扎愈合开裂的大晶界;纳米稀土颗粒填充晶界间隙等并有效地阻止裂纹源的萌生与扩展;经过500℃×2 h效热处理后,形成NiCexO1-x(0相似文献   

低压等离子喷涂316L不锈钢涂层组织对性能的影响

目的研究涂层组织形貌对涂层性能的影响。方法采用低压等离子喷涂方法制备316L不锈钢涂层,通过改变喷涂条件以及热处理工艺分别得到颗粒堆积、层片状和等轴晶三种不同组织的涂层。利用金相显微镜、X射线衍射、显微硬度计和浸泡实验,分析其金相组织、相结构、显微硬度和耐腐蚀性,对比分析三种不同涂层的性能。结果等轴晶涂层只含奥氏体相,而颗粒状和层片状涂层除奥氏体相外,还有?铁素体相。层片状涂层显微硬度最高(为262 HV0.3),颗粒状涂层次之(为243 HV0.3),等轴晶涂层硬度最低(为118 HV0.3)。在浓盐酸中浸泡1、2、3 h,层片状涂层质量损失分别为0.0110、0.0262、0.0445 mg/cm~2,颗粒状涂层质量损失分别为0.0078、0.0128、0.0262 mg/cm~2,等轴晶涂层质量损失分别为0.0071、0.0100、0.0126mg/cm~2。结论层片状涂层有最高的显微硬度和最差的耐腐蚀性,等轴晶涂层则有最好的耐腐蚀性和最低的显微硬度,颗粒状涂层介于两者之间。     

SiC微粒对电沉积Ni-W-P-SiC复合镀层性能的影响

利用复合电沉积方法制备出Ni-W-P-SiC复合镀层,采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）与能谱分析（EDS）等方法,研究了不同SiC微粒添加量对Ni-W-P-SiC复合镀层组织形貌、耐磨性和耐蚀性能的影响。结果表明：当SiC添加量为60 g.L-1时,复合镀层的显微硬度和耐磨性最好,同时镀层的耐蚀性能也达到最佳。