喷射电沉积Ni-P-BN(h)-Al_2O_3复合镀层的耐腐蚀性能研究

为了提高45钢零件的使用寿命,采用喷射电沉积在其表面制备了Ni-P-BN(h)-Al_2O_3复合镀层。通过扫描电镜(SEM)检测了复合镀层的表面形貌,利用电化学工作站研究了复合镀层的耐腐蚀性能。结果表明,在喷射电压22～28 V的范围内,随着电压的增大,Ni-P-BN(h)-Al_2O_3复合镀层的耐腐蚀性能先提升后降低;在喷射电压为25 V时,复合镀层的耐腐蚀性能最好;在喷射间隙1.6～2.0 mm的范围内,随着间隙的增大,Ni-P-BN(h)-Al_2O_3复合镀层的耐腐蚀性能逐渐提升,当喷射间隙为2.0 mm时,复合镀层的耐腐蚀性能最好。     

不同表面活性剂镀液中BN(h)微粒的分散特性

镀液中六方BN微粒的分散特性关系到复合镀Ni-P-BN(h)的镀层质量。研究了在十二烷基硫酸钠(SDS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、聚乙烯醇(PVA-1750)、三乙醇胺(TEA)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、聚乙二醇(PEG-6000)等6种表面活性剂条件下,BN(h)微粒在镀液中的分散特性。通过检测镀液中BN(h)微粒表面的Zeta电位、用自然沉降法观察BN(h)微粒的悬浮情况、观察不同表面活性剂条件下Ni-P-BN(h)复合镀层的表面形貌及磨损情况,对不同表面活性剂进行综合评价。结果表明:在含CTAB的镀液中,BN(h)的表面电位较大,悬浮液静置后的沉淀最少,复合镀层的表面形貌和耐磨损性能最好。     

喷射参数对Ni-Co-BN(h)纳米复合镀层结构及耐磨性的影响

采用喷射电沉积的方法在不同喷射电压和喷射速度参数下制备了Ni-Co-BN(h)纳米复合镀层,并利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计及摩擦磨损仪等分别对镀层的表面形貌、晶相结构、显微硬度和摩擦因数进行了表征和分析。结果表明:Ni-Co-BN(h)纳米复合镀层中各元素分布均匀,除喷射速度为0.5 m/s的样本外,镀层表面无明显纳米颗粒团簇现象;Ni-Co-BN(h)镀层为晶态结构,晶粒细小,Ni(111)和Co(111)为其主要生长面,Ni原子与Co原子间形成了单一的α相固溶体;喷射电压和喷射速度参数对Ni-Co-BN(h)纳米复合镀层的表面形貌、显微硬度和自润滑性能等均有影响,且过低的喷射速度直接影响到镀层的使用寿命;当喷射电压为18 V,喷射速度为1.5 m/s时,Ni-Co-BN(h)纳米复合镀层的硬度最高,摩擦因数最低,镀层表现出较好的减摩和自润滑性能。     

纳米晶Ni-CeO2复合镀层低温渗铬后的氧化行为

利用Ni与CeO2纳米颗粒共电沉积制备了纳米结构的NiCeO2复合镀层, Ni平均晶粒尺寸为(56±38)nm;对比研究了该复合镀层与粗晶Ni(平均晶粒尺寸约为30μm) 在700℃扩散渗铬5 h后的渗层结构.结果表明,纳米复合镀层上的渗层厚度和渗入Cr浓度都远高于粗晶Ni;800℃下20 h的恒温氧化实验结果表明,纳米复合镀层上渗铬层的抗氧化性能与粗晶Ni相比显著提高.     

户外高压隔离开关用银石墨复合镀层的耐蚀性和抗硫性能

使用电沉积法在纯铜基体上制备了银镀层与银石墨复合镀层,采用中性盐雾(240h)和抗硫化物变色试验(0.5h)研究了银镀层与复合镀层的耐蚀性及抗硫性能。研究表明:复合镀层表面未出现腐蚀点与腐蚀坑,按GB/T6461-2002,其耐蚀性达到中性盐雾试验10级标准;复合镀层在1mol/L H2SO4溶液中的耐蚀性与银镀层相比略有降低;抗硫试验前后,复合镀层中的银均无明显的色泽变化,其抗硫性能优于某国产触头镀层与Siemens触头镀层的。     

占空比对Ni-SiC纳米复合镀层性能的影响

采用单脉冲电镀技术,在瓦特型镀液中,制备了Ni-SiC纳米复合镀层。采用X射线衍射仪(XRD)扫描电镜(SEM)分别表征了Ni-SiC纳米复合镀层相结构和表面形貌,通过静态浸泡腐蚀实验、磨损实验和高温氧化性能研究了复合镀层的性能。结果表明,在不同占空比下,Ni-SiC复合镀层的组织主要为Ni晶体;当占空比为70%时,复合镀层的显微硬度最大,为376 HV,摩擦系数最小;900℃、100 h高温氧化增重最小,为7.453 mg·cm-2为0.37。在3.5%Na Cl溶液中静态浸泡30 d后,占空比为70%时的复合镀层的失重最小,失重为3.063 mg·cm-2。     

电刷镀Ni-石墨烯复合镀层的耐腐蚀性能

为了得到一种制备简便、耐腐蚀性能优良的用于舰船腐蚀防护的金属镀层,利用电刷镀技术在45钢上制备出了Ni-石墨烯复合镀层,采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、原子力显微镜(AFM)、Raman光谱仪对石墨烯片层和镀层微观形貌进行了表征,采用电化学实验和浸泡试验对Ni-石墨烯复合镀层的耐腐蚀性能进行了研究。结果表明：石墨烯片层进入了Ni-石墨烯复合镀层;相比Ni镀层,Ni-石墨烯复合镀层质量更优;在电化学实验和浸泡试验中,发现Ni-石墨烯复合镀层与Ni镀层相比,前者的腐蚀电位较后者正移了70mV,前者的自腐蚀电流密度仅为后者的0.34倍,前者的电荷转移电阻为后者的3.1倍;浸泡168 h后,Ni-石墨烯复合镀层的失重量仅为Ni镀层的0.47倍,说明Ni-石墨烯复合镀层的耐腐蚀性能明显增强。     

铝合金基电沉积Ni-SiC复合镀层的结构及耐蚀性研究

利用SEM观察了Ni-SiC复合镀层的表面形貌结构 ,同时利用电化学方法对铝合金表面电沉积Ni-SiC复合镀层的耐蚀性能进行了研究。结果表明 ,Ni-SiC复合镀层的表面形貌与纯Ni镀层截然不同 ,耐蚀性能优于纯Ni镀层 ,经过 3 0 0℃× 2h热处理后 ,耐蚀性能进一步得到提高     

碳纳米管-镍磷化学复合镀层的组织与性能研究

目的研究碳纳米管对Ni-P化学镀层组织与性能的影响。方法将碳纳米管(CNTs)加入到镀液中,采用化学镀的方法在45#钢表面制得碳纳米管-镍磷化学复合镀层。利用扫描电镜、X射线衍射仪综合分析复合镀层的表面形貌和结构,并采用多功能材料表面性能测试仪对复合镀层的摩擦磨损性能进行了研究。利用动电位极化技术对Ni-P-CNTs复合镀层在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为进行了研究。结果Ni-P-CNTs化学复合镀层是非晶态结构,CNTs均匀地嵌埋在基质镀层中。在耐磨性试验中,Ni-P-CNTs复合镀层的磨损率比Ni-P镀层降低了7.6×10~(-11) m~3/(N·m),而平均摩擦因数减小了0.074。在电化学腐蚀试验中,Ni-P-CNTs复合镀层的腐蚀电位比Ni-P镀层正移了222 mV,而腐蚀电流密度降低了5.234×10~(-6) A/cm~2。结论碳纳米管填补了镍磷非晶胞间的间隙,改善了复合镀层的组织结构,使Ni-P-CNTs化学复合镀层具有更好的耐摩擦磨损性能和耐腐蚀性能。     

Ni-P-金刚石化学复合镀层的组织结构及性能

研究了Ni-P-金刚石复合镀层的组织结构及性能特点，结果表明：复合镀层镀态时为非晶结构；镀层经300℃，1h的热处理后开始晶化，晶化后形成品相Ni和Ni3P；与Ni—P镀层相比，Ni-P-金刚石复合镀层具有更好的硬度和耐磨性，特别是在镀态时差别更明显；但复合镀层的耐蚀性和抗氧化能力低于普通Ni-P镀层。     

纳米SiC颗粒对微米Ni-SiC复合镀层性能的影响

采用双脉冲复合电镀技术,在瓦特型镀液中,制备了含微/纳米SiC颗粒的Ni基复合镀层,研究镀液中纳米SiC添加量对复合镀层微观形貌、摩擦性能和抗氧化性能的影响。结果表明:在SiC颗粒(5μm)浓度为10 g/L的镀液中,添加纳米SiC和Ni-SiC复合镀层镍择优取向由晶面(200)转变为晶面(111);当SiC(40μm)浓度为4.0 g/L时,复合镀层显微硬度最大,为456 HV;复合镀层摩擦因数最小,平均值为0.28,为微米复合镀层的1/2;经900℃氧化100 h后,氧化质量增加为6.025 mg/cm2,为微米复合镀层的1/3。     

Ni-W/SiC纳米复合镀层的制备与其耐蚀性

通过电沉积方法制备了Ni-W/SiC纳米复合镀层,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射分析(XRD)研究了SiC含量对该复合镀层结构和性能的影响,采用电化学方法研究了Ni-W/SiC纳米复合镀层在质量分数为3.5%NaCl溶液中的耐蚀性。结果表明:SiC纳米颗粒能促进镀层晶粒的形核及生长,显著改变镀层的晶体结构,提高镀层的硬度、耐磨性及耐蚀性;SiC含量过低对镀层耐磨性提高有限,含量过高又容易导致SiC纳米颗粒团聚,影响其分散性,因此当SiC的质量浓度为6~9g/L时所制备的Ni-W/SiC纳米复合镀层具有最佳的性能。     

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。     

石墨烯量子点添加量对超临界纳米复合镀层微观结构与性能影响

以性能独特的石墨烯量子点(GQDs)为第二相添加物,采用超临界电沉积技术制备Ni基纳米复合镀层,研究超临界条件下GQDs添加量对镀层的微观结构、显微硬度、耐磨性能、耐腐蚀性能等的影响。结果表明：加入GQDs,镀层微观结构致密化和均匀化。当GQDs添加量为1.5 g/L时,镀层表面形貌更为致密。X射线衍射分析显示,GQDs的添加,改变了复合镀层镍衍射面(111)、(200)及(222)峰位,在(111)面产生结晶择优取向。GQDs的添加大幅提升了复合镀层的各项性能。当GQDs添加量为1.5 g/L时,镀层显微硬度高达7381.4 MPa,比纯镍镀层显微硬度高近980 MPa;磨痕截面积为3336μm²,仅为纯镍镀层的44%。Tafel极化试验结果表明,腐蚀电流密度为3.55×10^-6 A·cm^-2,相较于纯镍镀层的10.07×10^-6 A·cm^-2,降低了65%;150 h浸泡腐蚀实验表明,当GQDs添加量为1.5g/L时,镀层点蚀最少,耐腐蚀性能最为优异。     

热处理工艺对Ni-P-PTFE复合镀层组织与性能的影响

采用扫描电镜、X射线衍射、差热分析研究了热处理对Ni-P-PTFE(聚四氟乙烯)化学复合镀镀层组织的影响,并研究了镀层的磨损性能.结果表明,经400℃×1 h处理后,PTFE的挥发主要发生在镀层的表层,内部的PTFE含量变化很小;镀态条件下,镀层为非晶态,经400℃×1 h处理晶化后生成Ni相及Ni3P相.Ni-P-PTFE复合镀层的晶化起始温度和峰值温度都高于Ni-P镀层.Ni-P-PTFE复合镀层的激活能为235 kJ/mol,与Ni-P镀层的激活能差别不大.镀层摩擦系数在PTFE加入量为8 mL/L时最小,同时镀层磨损量最小;热处理后,Ni-P-PTFE复合镀层表现出较好的耐磨性和较小的摩擦系数.     

耐磨复合镀层工艺的研究

研究利用经过改进的电刷镀技术研制具有层状结构的复合镀层,即多层复合镀层,探索了利用多种固体粒子(Cr2O3、SiC、ZrO、Al2O3等)构成多层复合镀层的可能性与工艺上的可行性.此外,还研究了多层复合镀层的组织、结构、显微硬度以及耐磨性等性能.文中研究的结果可应用于现场修复磨损的机械零件及其表面强化,因而具有实际应用前景.     

镁合金化学镀Ni-Cu-P/Ni-P复合镀层及腐蚀防护机理研究

目的为提高镁合金化学镀Ni-P合金镀层的腐蚀防护性能。方法在AZ31B镁合金表面,先化学镀Ni-Cu-P,再化学镀Ni-P,制备Ni-Cu-P/Ni-P复合镀层。研究复合镀层的表面形貌、成分、厚度和腐蚀电流密度随镀液硫酸铜浓度的变化规律,表征1.0 g/L硫酸铜质量浓度下,复合镀层的截面形貌、成分和晶态结构。结合动电位极化曲线和盐雾试验,分析复合镀层的耐蚀性能和腐蚀防护机理。结果复合镀层中的铜含量随硫酸铜浓度的增加而升高,铜对复合镀层的结构和性能影响很大。通过抑制镀层表面胞状物的生长和增加形核点数量,铜的共沉积能够大幅提高复合镀层的致密性。随硫酸铜浓度的增加,样品表面的催化活性下降,镀液稳定性升高,由此导致复合镀层的厚度随硫酸铜浓度的增加而明显下降。硫酸铜质量浓度为1.0 g/L时,复合镀层均匀致密,并具有可钝化性,按照ISO 9227,其耐盐雾腐蚀时间超过180 h。结论化学镀Ni-Cu-P/Ni-P复合镀层能够赋予镁合金表面优异的耐蚀性能,复合镀层所具有的可钝化性和均匀致密的镀层结构,是镀层腐蚀防护性能提升的主要原因。     

脉冲电沉积WC-Co-Ni镀层的制备及性能研究

目的提高WC-Co-Ni纳米晶复合镀层的综合性能。方法利用脉冲电沉积法制备WC-Co-Ni纳米晶复合镀层,分析镀层的结构、表面形貌及元素成分,测试镀层的显微硬度。对WC-Co-Ni纳米晶复合镀层和304不锈钢进行5%(质量分数)H2SO4溶液浸泡实验,计算腐蚀速率,对比其耐蚀性。结果当脉冲参数为阴极电流密度5 A/dm2、脉冲占空比50%、脉冲频率2000 Hz时,施镀2 h制备的WC-Co-Ni复合镀层为纳米晶结构。镀层表面平整、光亮,无裂纹,由立方晶型的Ni、六方结构的WC和立方晶型的Co组成,WC-Co颗粒均匀弥散在纳米晶Ni镀层内,且m(Ni)∶m(W)∶m(C)∶m(Co)=6∶2∶1∶1。WCCo纳米颗粒起到了促进形核的作用,晶粒尺寸大多分布在20 nm左右。WC-Co纳米颗粒对镀层起到了弥散强化作用,使复合镀层的显微硬度达到600HV。在浸泡腐蚀实验中,随着温度从20℃升高至80℃,复合镀层的腐蚀速率增加缓慢,20℃下的腐蚀速率仅为0.4192 mm/a,80℃下的腐蚀速率也低于20mm/a。结论脉冲电沉积法制备的WC-Co-Ni纳米晶复合镀层硬度高于传统的不锈钢材料,耐蚀性也优于304不锈钢,综合性能较好。     

热处理温度对AZ91D合金表面Ni-P-SiC复合镀层性能的影响

目的提高镁合金表面Ni-P-SiC复合镀层的耐腐蚀性能和耐磨性能。方法采用加入SiC微粒的Ni-P化学镀溶液,在AZ91D镁合金表面制备Ni-P-SiC复合镀层,并在不同温度下进行热处理,通过X射线衍射(XRD)、显微硬度测试、电化学腐蚀测试和摩擦磨损实验等方法分析和评价镀层的组织构成、显微硬度、耐腐蚀性能和耐磨性能。结果 Ni-P-SiC复合镀层经320℃热处理后,组织结构由非晶向晶体转变,并伴随有Ni3P相的析出。此温度下热处理的Ni-P-SiC复合镀层:显微硬度最高,可达1120HV,为未热处理时显微硬度(620HV)的1.81倍;自腐蚀电位为–0.697 V,较未热处理样品的(–0.727 V)有所提高;腐蚀电流密度基本最小,为0.984μA/cm~(–2);磨损体积最小,为0.324×10~(–3) mm~3。340℃热处理的复合镀层则磨损体积最大,为1.43×10~(–3) mm~3。结论在AZ91D镁合金表面制备的Ni-P-SiC复合镀层经过320℃热处理保温1 h后,复合镀层的硬度、耐腐蚀性能和耐磨性能均有所提高。     

石墨烯粒径对Ni-Co-石墨烯复合镀层性能的影响

为了得到性能优异的复合镀层,在镀液中添加不同粒径的石墨烯,采用复合电沉积技术,制备了Ni-Co-石墨烯复合镀层。表征了镀层的表面形貌、相结构、显微硬度、耐磨性和耐蚀性能,并同Ni-Co合金对比。结果显示,石墨烯很好地嵌入到了镀层中,而且石墨烯的存在并没有改变镀层基质的晶体结构;添加石墨烯提高了复合镀层的显微硬度(HV),最高可达8050 MPa;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为1.0905×10~(-5 )A/cm~2,低于Ni-Co合金镀层的自腐蚀电流密度1.8298×10~(-5 )A/cm~2。石墨烯的添加提高了复合镀层的硬度,耐磨性和耐蚀性。