工艺条件对电沉积Ni-W合金纳米晶的影响

选择对Ni-W合金电沉积影响较大的钨酸钠浓度、电流密度、镀液pH值、温度等4个工艺参数进行对比实验，探索了各因素对沉积速率、显微硬度、镀层外观的影响，为制备Ni-W合金纳米晶提供依据，同时制备出了晶粒尺寸为10．09nm的Ni-W合金纳米晶镀层。     

电沉积方法制备纳米晶Ni-W合金工艺研究

为了进一步优化镀液成分和工艺参数,为制备W含量可在较大范围内变化的块状纳米晶Ni-W合金提供依据,采用不含任何氨根离子(NH-+4)的镀液通过电沉积方法制备纳米晶Ni-W合金镀层.采用XRD、SEM和EDS对镀层的结构、形貌和成分进行观察和分析.结果表明:电沉积过程中电流密度、电源类型、pH值及搅拌方式对镀层的W含量都会产生较大的影响.试验中所得到的Ni-W合金镀层的W含量为2.15%~30.31%(质量分数),其结构均为W溶于Ni晶格所形成的置换式固溶体,平均晶粒尺寸为14~19nm;随着镀层中W含量的增加,镀层的显微硬度也随之逐渐提高.     

稀土对电沉积Ni-W合金组织和性能的影响

通过电沉积技术在45~#钢基体表面上制备了Ni-W-Er_2O_3复合镀层,利用SEM、EDS及XRD等分析了镀层的组织结构和表面形貌,采用磁性厚度仪、显微硬度计、电化学工作站等测试手段对合金镀层的厚度、显微硬度以及耐蚀性能进行了精确测定。结果表明:所制备的合金镀层组织致密,晶粒细小,未见有明显缺陷存在,镀层与基体结合良好;稀土氧化物Er_2O_3的加入可以保证基体材料获得高硬度、高W含量且具有良好耐蚀性能的Ni-W-Er_2O_3复合镀层,且当添加量为16 g/L时,其综合性能最优。     

Ni-W,Ni-Fe合金纳米晶涂层电沉积与性能研究

采用电沉积技术制备了Ni—W，Ni—Fe合金纳米晶，选择主盐浓度、电流密度、镀液pH值、温度等4个工艺参数进行正交试验，通过极差分析，探索了多因素对沉积速率的影响，并对Ni—W，Ni—Fe合金纳米晶镀层的组织结构和显微硬度进行评价。结果表明：通过控制主盐浓度和操作条件，可以获得不同成分的Ni—W，Ni—Fe合金纳米晶；主盐钨酸纳对于Ni—W合金沉积影响最大，而硫酸铁对Ni—Fe合金沉积影响极小；两种合金纳米晶镀层具有较高的硬度，且表面光亮，与基体结合牢固。     

脉冲电沉积纳米晶Ni-Co合金镀层腐蚀特性研究

采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等方法研究了脉冲电沉积法制各纳米晶Ni和纳米晶Ni-Co合金镀层的组织结构、表面形貌和成分.用浸泡法和电化学极化法研究了纳米晶Ni和不同Co含量的纳米晶Ni-C0合金镀层在3.5%NaCl(质量分数,下同)和5%HCl溶液中的腐蚀行为.结果表明:通过脉冲电沉积法制各的Ni和Ni-Co合金镀层具有典型的纳米晶结构; 随着含Co量的增加,镀层的晶粒尺寸减小,硬度增加;所制备的纳米晶Ni-Co合金镀层组织结构均匀致密,其在3.5%NaCl溶液和5%HCl溶液中的耐蚀性均优于纳米晶Ni镀层;纳米晶Ni-Co合金镀层在3.5%NaCl溶液的浸泡腐蚀中腐蚀极少,表现出优异的耐腐蚀性能,而在5%HCl溶液中的腐蚀形态则为均匀腐蚀.     

电沉积纳米晶Ni-Co-Fe合金镀层的热稳定性

用脉冲电沉积方法制备表面平整光亮的纳米晶Ni-Co-Fe合金镀层.采用XRD、TEM、EDS、DSC和显微硬度计分别研究纳米晶Ni-Co-Fe合金镀层的微观结构、化学成分、热稳定性及其硬度.结果表明:纳米晶Ni-Co-Fe合金镀层的晶体结构为单相的面心立方结构,其晶粒尺寸随镀层Co含量的增加而减小;合金镀层的显微硬度随退火温度的升高而提高,在300～375℃时达最大值,存在明显的退火再强化,之后,随着退火温度的继续升高明显下降;当镀层在低于375℃退火时,晶粒长大速度较慢;而当镀层在高于450℃退火时,晶粒迅速长大,并呈现较强的(111)织构.升温速率为20℃/min时,纳米晶Ni-Co-Fe合金镀层的DSC结果显示,晶粒长大的峰值温度随镀层Co含量的增加而升高.由Kissinger方程求得纳米晶Ni-Co-Fe合金的晶粒长大激活能随镀层Co含量的增加而增大.     

扫描喷射电沉积纳米晶铜的试验研究

对扫描喷射电沉积纳米晶铜的工艺特点和沉积层微观结构进行了研究。结果表明，扫描喷射电沉积的电流密度和沉积速度随电压的增大呈线性增大，可用电流密度和沉积速度远高于传统电沉积。电流密度、喷射流量和扫描速度都对沉积层的表面生长形态有较大的影响，使用低电流密度、高喷射流量和快扫描速度有利于获得平整、致密的沉积层，在较大的电流密度范围内可获得晶粒尺寸小于40nm的铜沉积层。电流密度由100A／dm^2增至300A／dm^2时，择优取向晶面由(220)晶面逐渐转变为(111)晶面。     

退火温度对电沉积纳米晶镍组织结构与显微硬度的影响

采用脉冲电沉积法制备纳米晶镍,分析了退火温度对纳米晶镍组织结构与显微硬度的影响。利用差热分析仪、扫描电镜、X射线衍射仪及显微硬度计对纳米晶镍的热稳定性、表面微观形貌、晶粒尺寸和显微应变及显微硬度进行了表征。结果表明,随着退火温度的升高,纳米晶镍的晶粒尺寸从室温时的20 nm左右逐步长大到400℃时的120 nm左右;显微应变从室温时的0.47%下降到400℃时的0.08%;显微硬度先上升,从室温时的530 HV0.01左右上升到200℃时达最大值660 HV0.01左右,此后显微硬度迅速下降,到400℃时只有330 HV0.01左右。     

纳米晶及功能梯度防护与修复合金镀层研究

机械装备工业中的许多运动部件如,齿轮、曲轴,液压油缸、活塞环、模具等表面在使用过程中不可避免会遇到摩擦、磨损、润滑与腐蚀问题.利用电沉积表面工程技术可以有效地降低材料的磨损与腐蚀,延长工件使用寿命.本文就课题组在纳米晶以及新型梯度合金镀技术对材料表面润滑、抗磨与耐蚀性能方面的研究作一介绍,旨在促进电沉积表面工程技术在装备零部件表面强化和工艺设计中的应用与发展.     

镀液pH值对Ni-Mo-C合金镀层析氢性能的影响

通过电沉积法在纯铜表面制备Ni-Mo-C合金镀层,采用能谱仪(EDS)、扫描电镜(SEM)、线性伏安扫描法(LSV)和电化学阻抗谱(EIS)等方法研究了镀液pH值对Ni-Mo-C合金镀层元素组成、沉积速率、表面形貌及析氢性能的影响。结果表明:随着镀液pH值的增大,镀层中Ni、C的含量先减小后增大,Mo的含量先增大后减小;当镀液pH=4.5时,电沉积速率最大;能量因素和几何因素的优化均可增强合金镀层的析氢性能,能量因素对析氢性能的促进作用大于几何因素;当镀液pH=4.5时,镀层中Mo含量最大,吸附氢的脱吸附能力最强,析氢性能最好。     

Deposition Technology and Microhardness of Electrochemical Deposited Ni- W Alloy Nanocrystalline

ELECTRODEPOSITED Ni-W alloy has potential tosubstitute hard chromium in many applications becauseof high hardness and excellent corrosion and wearresistance.At present,There are many studiesconcerning about the influence of single factor on thecomposition and the structure of the coatings,but thestudies about the influence multi-factors have not beenreported.At the same time,electrodeposition is one ofthe most potential ways to prepare entirely compactnanocrystalline[1-2].One can obtain…     

Studies on the Mechanism,Structure and Microhardness of Ni-W Alloy Electrodeposits

The electrodeposition of Ni-W alloy has been studied on the glassy carbon electrode by the cyclic voltammetry and potentiostatic step methods. It has been found that electrodeposition of Ni-W alloy involves an intermediate valence tungsten oxide which inhibits hydrogen evolution. Ni-W alloy electrodeposition occurs by a mechanism involving progressive nucleation followed by three dimensional growth.

The structures of nickel-tungsten alloy deposits were analyzed by X-ray diffraction (XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The XRD results from Ni-W alloy deposits reveal a face-centered cubic solid solution, the microstructure of the deposits exhibit (111) preferred orientation. The lattice constant and microhardness of Ni-W alloy deposit increase as the tungsten content increases, the XPS results of Ni-W alloy deposits indicate that the nickel and tungsten of the deposits exist in the metallic state, but the Ni-W alloy deposit with a tungsten content of 40.7% is an intermetallic compound. The XPS results of the deposit with tungsten content of 40.7% show that the atomic ratio of Ni to W is 4:1, so β-Ni₄ W alloy can be obtained by electrodeposition and its microhardness (Hv) is as high as 672.8.     

熔炼法制备不同W含量的Ni-W合金的研究

研究了W含量为15％～30％的Ni-W合金的组织形貌、相结构以及显微硬度.结果表明:不同W含量的4种合金都形成了Ni(W)单相固溶体;随着W含量的增加,晶界处氧化物增加,合金显微硬度也随着增加.     

激光重熔喷射电沉积纳米晶镍涂层微观结构

采用喷射电沉积法在45钢基体表面制备了纳米晶镍涂层,研究了激光重熔工艺对组织的影响.用扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度计分析了涂层表面形貌、微观结构和显微硬度.结果表明,在优化的工艺参数下,喷射电沉积制备的镍涂层表面较平整、结合较致密,由平均尺寸为13.7 nm的纳米晶颗粒组成,但晶粒间仍有一定的间隙;经激光重熔后,熔融区内的晶粒尺寸明显减小,使涂层致密化程度得以提高并使涂层与基体由机械结合变为冶金结合,因此激光重熔处理后涂层的显微硬度明显提高.     

纳米晶体铜的制备及其结构表征

研究了纳米晶体铜材料的压制工艺条件对其相对密度和显微硬度的影响,并用正电子湮没寿命谱、扫描电镜和热重分析仪对其微观结构进行了表征。结果表明:压制压力越大,保压时间越长,样品的缺陷尺寸及数量减少,相对密度增加,显微硬度显著提高。随着压制压力的增大,缺陷类型的相对含量发生变化。而且纳米铜粉表面吸附的气体是纳米晶体铜样品内部缺陷的一个主要来源。     

Mechanical Properties of Electrodeposited Nanocrystalline Nickel

In this paper, dense bulk nanocrystalline (nc) nickel electrodeposits with various grain sizes were produced by using high frequency pulse current and strong electrolyte flushing. The effects of the grain sizes on the mechanical properties were discussed for room and a medium temperature. It was found that the properties of the deposited nickel such as microhardness, corrosion resistance and yield stress (at room temperature and 473 K) were improved substantially with the decrease in the grain size. A deviation of yield stress from the Hall-Petch relationship for nc nickel was observed when the grain sizes were decreased to less than 70 nm at room temperature. A low yield stress value of nc nickel was obtained at a temperature of 673 K as a result of its thermodynamic instability.