稳恒磁场下Ni-W合金镀膜的制备与耐蚀性

研究了施加稳恒磁场(0~1 T)对电镀Ni-W合金的影响。测定不同方向、不同强度稳恒磁场下的电流效率、合金组成及镀层的耐蚀性,并用扫描电镜和X射线衍射对镀层的微观形貌及结构进行了观察和分析。对实验结果进行了分析讨论,找出稳恒磁场对这些性能指标的影响规律。结果表明:与不施加磁场相比,施加磁场后镀层的表面更均匀、细致、平整;镀层的含钨量上升:当B⊥J,B=1.0 T时,含钨量上升了约7%;当B∥J,B=1.0 T时,含钨量上升了约9%;镀膜的非晶化程度增强;镀膜的耐蚀性提高;但Ni-W合金电镀的电流效率降低。     

稳恒强磁场对Cu-15Ni-8Sn合金凝固组织、微观偏析及显微硬度的影响EI北大核心CSCD

研究稳恒强磁场对Cu-15Ni-8Sn合金凝固过程中微观组织形貌、枝晶主干处成分偏析及显微硬度的影响规律。结果表明:对比无磁场条件,2 T强磁场对Cu-15Ni-8Sn合金试样微观组织与枝晶主干处微观偏析的影响并不大。但当磁感应强度提高至4~6 T时,试样枝晶数量明显减少,尺寸显著粗化;且枝晶主干处Sn元素含量明显下降,Ni元素含量则明显升高。此外,强磁场的施加能显著提高Cu-15Ni-8Sn合金枝晶主干的显微硬度,对比无磁场条件,施加6 T强磁场时合金中枝晶主干处显微硬度上升74.4%。强磁场对Cu-Ni-Sn合金微观偏析及显微硬度的影响主要与磁场在合金凝固过程中对Sn、Ni等元素扩散的影响有关。     

强磁场对纯铁渗碳的影响

研究了稳恒磁场(0T、1T和12T)对纯铁渗碳行为的影响。试验发现,当磁场方向与渗碳表面垂直时,施加强磁场将促进渗碳过程的进行,且随着磁场强度的增加,这种促进作用增强;当磁场方向与渗碳表面平行时,施加磁场则抑制渗碳过程,且随着磁场强度的增加,其抑制程度也加强。     

电流密度对电镀铁-钨非晶合金镀层的影响

利用电镀技术在钢基体表面制备了铁一钨非晶合金镀层.采用SEM,EDS和XRD等方法分别研究了镀层表面形貌、成分和结构随电流密度的变化规律,获取了不同电流密度下的阴极电流效率、镀层厚度和显微硬度.研究表明:随着电流密度的增加,镀层颗粒和孔隙增大,且孔隙有增多的趋势,钨含量略有降低,阴极电流效率降低,镀层增厚且硬度降低.此外,还分析了电流密度的改变引起镀层形貌、钨含量、阴极电流效率、镀层厚度和硬度发生变化的原因.     

用于金刚石摩擦化学抛光的Ni-W合金盘制备

为探究镀液成分、工艺条件等因素对Ni-W合金镀层的影响,制备出低内应力、高硬度的Ni-W合金盘,用于金刚石的摩擦化学抛光。采用单一性实验分别探究络合剂浓度、溶液pH、糖精钠浓度对镀层内应力、钨含量、硬度以及沉积速率的影响,并探究不同添加剂对镀层表面整平的效果。最终选用水杨醛为整平剂,并采用反向脉冲电流降低了镀层表面粗糙度,制备出硬度达HV 713,镀层厚度约为0.66 mm的Ni-W合金盘。使用合金盘对金刚石进行摩擦化学抛光,并探究合适的抛光工艺参数。在合金盘转速为8 000 r/min,压力为40 N时,金刚石的抛光效果较好,其材料去除率为5.56μm/min,磨削比达0.394,金刚石表面粗糙度S_a为3.7 nm。使用传统铸铁盘对金刚石进行摩擦化学抛光,通过对比磨损参数发现,Ni-W合金盘能够达到更好的抛光效果。     

基于人工神经网络预测Ni-W合金镀层的硬度和耐腐蚀性能

目的预测Ni-W合金镀层的硬度和耐腐蚀性能,优化Ni-W合金镀层的电沉积工艺。方法在柠檬酸-硫酸盐溶液体系中直接沉积制备Ni-W合金镀层,并将实验所得镀层数据作为学习样品,利用BP神经网络对建立了Ni-W合金电沉积过程参数对镀层硬度和腐蚀电流密度之间的映射关系。结果低碳钢表面所沉积的Ni-W合金镀层表面均匀致密,与基体结合良好,能够有效地对基体起到保护作用。第二隐层的加入使得3-7-15-2四层网络达到网络收敛的训练次数(1 215 365次)远小于3-7-2三层网络的训练次数(239 950 000次)。四层网络预测所得镀层的硬度和腐蚀电流密度与实验值十分相近,其相对误差≤5.03%。结论 BP神经网络能够准确建立电沉积Ni-W合金镀层的工艺条件和目标性能之间的映射关系,在本文所用的沉积体系和参数范围内,Ni-W合金镀层的显微硬度在296~982HV之间,其硬度最大时所对应的电沉积工艺条件为:p H=7.2,电流密度8 A/dm2,WO42+浓度为0.46 mol/L。Ni-W合金镀层的腐蚀电流密度在7.3~100μA/cm2范围内。镀层耐蚀性能最好时,即镀层腐蚀电流密度最小时的电沉积工艺条件为:p H=6.4,电流密度0.36 A/dm2,WO42+浓度为0.34 mol/L。     

合金化效应对Ni-W镀层微观组织和力学性能的影响

通过研究微量合金元素W(2.0at%)添加下,电沉积Ni-W镀层表面形貌、微观组织和力学性能的变化,探索了材料制备工艺与微合金化对改善Ni-W镀层组织、进一步提高力学性能的内在机制。结果表明,Ni-W镀层为单相fcc结构,随着W含量的增加,镀层表面从粗大的棱锥界面沟槽转变为均匀分布的微孔,同时表面粗糙度和晶粒尺寸逐渐减小,且镀层中Ni(220)衍射峰的强度也逐渐减弱;而镀层的屈服强度在1.0at%W含量左右发生突增,从约1.0 GPa增长到约2.0GPa,拉伸延伸率却没有明显变化。此外,Ni-W镀层具有比较稳定的应变硬化能力,基本不随合金元素含量而变化。本研究通过微合金化对表面缺陷和微观组织的调控,实现了低W含量Ni-W合金镀层的力学性能优化。     

脉冲强磁场拉伸时TC4钛合金的塑变能力和微观组织

在磁感应强度(B)1、3和5 T条件下对TC4钛合金进行拉伸实验处理,研究了B值对合金延伸率、相特征、晶体结构和位错密度等的影响。结果表明:拉伸过程脉冲强磁场的施加提高了钛合金的延伸率,当B=3 T时,合金的延伸率达到最大值12.41%,较未施加磁场试样增长了23.98%,且B=3 T为延伸率从上升到下降的转折点。磁场处理促使了β相向α相的转变,并促进了晶面向着易滑移方向产生了择优取向。位错密度随B值变化呈现先增后减的趋势,在3 T时达到最大值。分析认为位错密度的变化首先是因为磁场下位错应变能增加,其次是磁场促进了自由基对从S态向T态的转变,并从量子尺度分析了最优B值为3 T的理论依据。     

用改良静滴法测量液态Ni-W二元合金的密度

为了给研究合金在凝固过程中发生收缩、迁移现象和偏析提供科学依据,我们用改良静滴法对钨浓度为0到15%的液态Ni-W二元合金的密度进行了测量.结果表明Ni-W二元合金的液态密度随温度的增加而减少,但随合金中钨浓度的增加而增加;液态Ni-W二元合金的摩尔体积随温度和合金中钨浓度的增加而增加.金属钨在Ni-W二元合金中的偏摩尔体积约为(10.80-1.35×10-3T)×10-6m3·mol-1.     

稳恒平行磁场对循环电镀液Fe-Si复合电沉积的影响

以不同硅含量的Fe-Si合金颗粒及纯Si颗粒为原料,在稳恒平行磁场下采用循环镀液复合电沉积法制备Fe-Si复合镀层,考察了磁场强度、颗粒硅含量、电流密度对Fe-Si复合镀层形貌及镀层中硅含量的影响。结果表明,在无磁场情况下,随着颗粒硅含量的增加,镀层中硅含量显著下降;施加平行磁场后,随着磁场强度的增加,Fe-50%Si(质量分数,下同)、Fe-70%Si和纯Si颗粒获得的镀层硅含量显著增加,而采用Fe-30%Si颗粒在磁场强度高于0.3 T后获得的镀层硅含量呈下降趋势。同时,在梯度磁场力和磁流体力学效应(MHD效应)协同作用下,Fe-Si颗粒在镀层表面呈圆丘状分布。当电流密度为2 A/dm~2、磁场强度为0.5 T时,采用Fe-50%Si颗粒电镀获得的镀层硅质量分数可达21.23%。     

铝阳极氧化膜的微观结构及沸水封闭处理对膜层显微硬度的影响

通过阳极氧化在铝合金表面获得稳定的阳极氧化膜,并对膜层进行沸水封闭处理,采用扫描电子显微镜(SEM)、电化学阻抗谱(EIS)等分析手段研究了氧化电流密度以及封闭处理对膜层显微硬度的影响。结果表明:随着电流密度的增加,铝合金阳极氧化膜的显微硬度先升高,后降低;沸水封闭会导致铝阳极氧化膜的显微硬度下降;铝阳极氧化膜表面形貌的优劣、多孔层的组织结构和屏蔽性与膜层显微硬度密切相关。     

Alignment behavior of MnBi phase in Bi-Mn alloy solidified in static magnetic field

1　INTRODUCTIONRegularstructuresinmaterialsarealwayspre paredtoimprovetheirproperties .Itiswellknownthatpowderedferromagneticmaterialscanbeorientedinastaticmagneticfield .Inrecentyearshighmag neticfieldwasappliedtoinducealignmentofparticlesinsomenonferromagneticmaterialswithanisotropicmagneticsusceptibilityinroomtemperature ,suchasparamagneticYBa2 Cu3O7ceramic[1] anddiamagneticgraphite[2 ] .Ifthematerialshavearesidualanisotropyintheirmagneticsusceptibilityatahightemperature ,theycanbetex…     

Direct Electrodeposition of Fe-Ni Alloy Films on Silicon Substrate

在n-型Si片(100)面上直接电沉积Fe-Ni合金薄膜,并对电沉积过程特征及薄膜的结构和性能进行了研究。当阴极电流密度高于1.0 A/dm2时,可获得连续致密的合金薄膜,且电沉积表现为异常共沉积过程。在1.0~4.0 A/dm2范围内改变电流密度可调控合金薄膜的Ni质量分数从45%到78%之间改变,对应的电流效率在60%到66%之间变动。从XRD和TEM结果来看,合金薄膜由尺寸为10~30nm的纳米晶粒组成,且表现为Fe-Ni面心立方固溶体结构。合金薄膜的磁滞回线表现出较高的饱和磁化强度和接近于零的矫顽力,表明该种纳米合金薄膜具有很好的软磁性能。     

磁场对Sn-9Zn钎料组织、显微硬度及电化学腐蚀的影响

运用X射线衍射仪、扫描电镜、电化学测试系统等研究0.125 T的静态磁场及旋转磁场对Sn-9Zn钎料的组织及性能影响。结果表明:静态磁场及旋转磁场均可促进Sn-9Zn钎料组织细化,其中旋转磁场可使Zn相分布呈旋转状;与未经磁场作用相比,静态磁场和旋转磁场可使Sn-9Zn钎料的显微硬度分别提高7.4%和10.2%,达到18.8 HV和19.3 HV;此外,经静态磁场及旋转磁场作用的钎料的腐蚀电位分别为-1.428和-1.450 V,比Sn-9Zn钎料的有所降低,而腐蚀电流密度分别为1.424×10-8和2.538×10-9 A/m2,相比Sn-9Zn钎料,其腐蚀电流密度明显减小,钎料腐蚀性能得到改善。     

电流密度对超临界CO2流体镍电铸层表面性能和过程参数的影响

采用非离子表面活性剂,进行超临界CO2流体(SCF-CO2)电铸金属镍的研究,分析电流密度对CO2超临界流体镍电铸层微观组织、显微硬度、阴极电流效率、沉积速率、铸层厚度的影响。结果表明,随着阴极表面电流密度从3A/dm2逐渐增加至9A/dm2,体系电流效率快速下降,金属镍电铸层的显微硬度、沉积速率、铸层厚度不断增大。在压力为10MPa,温度为323K,电流密度为5A/dm2时,镍电铸层的显微硬度、铸层厚度、阴极电流效率、沉积速率分别为7.01GPa、30.5μm、94.51%、51.85mg/cm2·h,与传统电铸方法相比较,SCF-CO2电铸法制备的镍电铸层表面平整、微观组织致密。     

近强磁场作用对Sn-9Zn钎料合金组织性能的影响

运用X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计等仪器设备,研究了0.8 T近强磁场作用对Sn-9Zn钎料合金组织和性能影响。研究结果表明：近强磁场可促进Sn-9Zn钎料合金显微组织显著细化,使熔化温度下降2℃,显微硬度提高11%。分析认为,由于外加磁场可促进Sn-9Zn钎料合金在特定晶面迅速结晶形核以及作用于液态钎料合金的的洛仑兹力对钎料作负功,从而促进Sn-9Zn钎料合金组织和性能的改变。     

Gd99.75Fe0.25合金的大磁热效应及应用特性研究

采用X射线衍射、物理性能测试系统、显微硬度计及电化学工作站研究了经氩弧熔炼、1123 K均匀化热处理168 h的 Gd99.75Fe0.25合金的磁热效应及应用特性。结果表明：Gd99.75Fe0.25合金仍保持纯Gd的六方晶体结构;Gd99.75Fe0.25合金的居里温度为294 K,且在居里点附近发生铁磁到顺磁的二级相变,2和5 T外场下的最大磁熵变分别为4.99和9.37 J·kg-1·K-1,均大于纯Gd;Gd99.75Fe0.25合金的显微硬度（HV0.2）590 MPa,与纯Gd相当,但少量Fe的掺杂提高了Gd的耐蚀性。含少量Fe的Gd99.75Fe0.25合金具有大的磁热效应及良好的应用特性,是一种有很大应用潜力的室温磁致冷材料。     

直流磁场对Mg_(97)Y_2Cu_1合金凝固组织、结晶织构及力学性能的影响

研究了0~1.2 T的直流磁场对长周期结构增强Mg_(97)Y_2Cu_1合金凝固组织、结晶织构及力学性能的影响。结果表明:直流磁场可以细化合金的初生相,减少α-Mg基体中Y元素的含量。随着磁场强度的增加,{1 1 2 0}面织构先加强后减弱,其转折点为0.9 T,{10 10}面织构逐渐增强;合金的铸态抗拉强度和伸长率总体上逐渐提高,当磁场强度为0.9 T时,合金的综合力学性能最好,其抗拉强度和伸长率较无磁场处理的试样相比分别提高了96.6%和61.1%。     

Inhibition by magnetic fields of the growth of zinc dendrites from alkaline zincate baths

Crystals of electrodeposited zinc films were observed directly and indirectly by metallurgical microscopy. The quantity of electricity used in the deposition was 18 C cm^-2, the current density ranged from 1.0 to 10.0 A dm^-2 and the magnetic flux density ranged from 0 to 0.125 T. The temperature of the test solutions ranged from 5 to 60 °C. The growth of dendrites was inhibited by the magnetic fields. Compared with the efficiencies in the absence of the magnetic field, the cathodic efficiency increased by about 5% – 10% and the anodic efficiency decreased by about 5% – 10%.