脉冲参数对等离子电沉积镍镀层结构和性能的影响

采用高频脉冲电源在纯铜基材上以等离子电沉积技术制备出了金属镍镀层,研究了高频脉冲频率以及占空比变化对等离子镀镍层结构和性能的影响。对镀层进行了SEM,显微硬度以及划痕结合力的表征。结果表明,随着高频脉冲频率和占空比的增加,镀层表面的熔融态形貌逐渐减少,镀层逐渐变得致密,表面硬度与结合力值也相应提高。通过讨论脉冲电源的能量作用方式,分析了频率及占空比对等离子电沉积镍层表面结构及性能的影响规律。     

电流密度对柔性摩擦辅助电沉积镍镀层质量的影响

为提高镀层沉积速度和沉积质量,采用新型的柔性摩擦辅助电沉积技术在不同的电流密度下制备了镍镀层。利用SEM、XRD、X射线应力衍射仪以及硬度计等手段对镍镀层的组织结构和性能进行了表征。结果表明:电流密度对柔性摩擦辅助电沉积镍镀层的质量具有重要影响。在1~13 A/dm2的电流密度范围内,随着电流密度的增大,柔性介质的摩擦整平作用逐渐减弱,镀层的择优取向发生了(111)晶面向(200)晶面的过渡转变;当电流密度达到13 A/dm2时,镍镀层出现了(200)和(220)晶面的双择优取向,但择优取向程度不大;电流密度为10 A/dm2时,柔性摩擦辅助电沉积镍镀层具有最低的拉应力,为150 MPa左右,最小的表面粗糙度为Ra=0.48μm,最小的孔隙率为0.08 cm-2,最高的硬度为385 HV。     

阴极电流密度对电镀Ni-W合金镀层质量的影响

主要研究了阴极电流密度对电沉积Ni-W合金镀层的组成、形貌及耐腐蚀性的影响,并做了简要分析.结果表明,较高的电流密度有利于钨的析出,当电流密度为5A/dm2时,镀层质量最好.     

电流密度对电结晶羟基磷灰石生物涂层性能的影响

改变电流密度在钛合金表面电结晶出磷酸钙预涂层,经碱液处理转变为羟基磷灰石（ｈｙｄｒｏｘｙａｐａｔｉｔｅ,ＨＡ）。扫描电镜（ＳＥＭ）,Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）分析及拉伸实验与模拟体液实验表明：小电流密度预涂层为致密片状ＣａＨＰＯ４－２Ｈ２Ｏ,随电流密度增加涂层为疏松、细针状Ｃａ３（ＰＯ４）２－ｎＨ２Ｏ,但经过碱液处理都转变为羟基磷灰石;羟基磷灰石涂层的拉伸强度随电流密度增加而降低,在模拟体液中的溶解较弱     

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。     

氧化石墨烯含量对电沉积镍-氧化石墨烯复合镀层结构及性能影响

为改善纯电镀Ni层性能,通过向镀液中添加不同含量的氧化石墨烯(GO),利用电沉积技术在Q235 钢表面制备了Ni-GO复合镀层.通过激光共聚焦扫描显微镜(LCSM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜/能谱仪(SEM/EDS)对复合镀层的形貌、物相结构及成分进行了表征,并借助维氏显微硬度计、多功能材料表面性能试验仪及电化...     

酸洗工艺对烧结NdFeB镍电镀层结合力的影响

对Nd-Fe-B基体及镍镀层表面形貌的观察发现,当镀层脱落时,在基体表面产生残缺晶粒并与内部完整晶粒分离,说明电镀前的酸洗过程导致钕铁硼基体表面过腐蚀对结合力影响较大。对Nd-Fe-B样品进行不同时间的酸洗,发现酸洗时间为30 s左右时不仅能去除样品表面氧化皮,而且也能防止样品表面的过腐蚀,镀层与基体结合力较佳。     

电镀工艺对氨基磺酸盐体系镍镀层内应力的影响

目的 在氨基磺酸盐电镀体系中,探索出各电镀工艺参数对镀层内应力的影响规律.方法 采用一种改良的双阳极-阴极弯曲的办法测试镀层应力.通过X射线衍射实验(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及KEYENCE数码显微系统,分别分析应力状态下镀层织构、微观畸变以及镀层形貌.结果 电流密度越大,镀层的张应力越大,当电流密度达到1...     

脉冲电沉积时间对纳米晶镍镀层微观结构和性能的影响

采用脉冲电沉积法制备纳米晶镍镀层,利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪及显微硬度计对不同电沉积时间下制得的镍镀层的显微组织、微区成分、结构及力学性能进行表征分析。结果表明,不同电沉积时间下制得的镍镀层晶粒尺寸在21 nm小幅波动;随着电沉积时间的延长,纳米晶镍镀层的显微硬度存在先增大后缓慢降低的趋势,最大值为472 HV0.01,对应的电沉积时间为16 m in;纳米晶镍镀层的微观形貌为累积长大的胞状结构,电沉积时间为1~4 m in时,胞状结构表面密布着粒径为90 nm左右的二次纳米镍颗粒;本试验制得的纳米晶镍镀层失稳长大的起始温度为283.7℃,峰值温度为311.4℃。     

电流密度对ZL108铝合金微弧氧化膜性能的影响

研究电流密度对ZL108合金微弧氧化膜性能的影响,对ZL108合金进行了不同电流密度的微弧氧化处理。利用扫描电镜观察了不同电流密度下氧化膜表面形貌,采用电化学工作站测定了极化曲线,推导了氧化膜厚度计算公式。结果表明,随着电流密度增加,氧化电压增加变快,膜厚和硬度呈线性增加;氧化膜表面由致密变得多孔,同时出现裂纹;耐蚀性与氧化电流密度没有线性关系,在电流密度为6A/dm2时最好;氧化膜厚度可用L=(S(K log(t+t0)+A))/Iρ-(SR电解液)/ρ估算。     

电流密度和润湿剂对Ni镀层组织与形貌的影响

采用普通型瓦特液,按照不同的工艺参数在铜材表面电镀镍,通过SEM对镀层表面进行扫描观察和使用XRD测试对镀层表面进行检测,并且对不同样品数据进行对比和分析,从而达到研究电流密度及润湿剂对镀层沉积速度、表面显微形貌和晶粒尺寸的影响的目的.实验结果表明,电流密度的影响非常显著,不同电流密度下的镀层表面形貌和晶粒尺寸存在相应的差别.适量的润湿剂对镀层的沉积具有促进作用,对防止针孔的生成及细化晶粒具有明显的效果.     

工艺参数对铜锰合金镀层组织和成分的影响

目的在基体表面制备出均匀平整、致密且与基体结合良好的合金镀层,合金镀层中Mn的原子数分数达20%以上。方法用电沉积方法以氯酸盐体系,用EDTANa2作为络合剂,在SUS430不锈钢表面制备了Cu-Mn合金镀层,利用SEM及EDS研究了镀层的微观形貌及成分变化,分析了电流密度、pH值、沉积时间、电解液中n(Cu):n(Mn)比等参数对镀层微观结构和成分的影响。结果电流密度为200~700 m A/cm~2、pH值为3~7、时间为10~30 min和n(Cu):n(Mn)比为1:20~1:10时,镀层中的Mn含量随电流密度、pH值及时间的增大而增大,随着n(Cu):n(Mn)比值的增大而减小。结论电镀Cu-Mn合金的优化工艺参数是:电流密度为500 m A/cm2,pH值为5,时间为20 min,n(Cu):n(Mn)比为1:10。此时能够得到均匀、致密、与基体结合良好的合金镀层,且合金镀层中Mn的原子数分数能达到20%以上。质量良好的Cu-Mn合金镀层在固体氧化物燃料电池中具有潜在的应用价值。     

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。     

电流密度和施镀温度对铝合金表面Ni-SiC-MoS2复合镀层显微组织的影响

目的研究电镀工艺参数中的电流密度和施镀温度对铝合金表面Ni-Si C-MoS_2复合镀层组织形貌及成分的影响。方法利用复合电镀的方法在铝合金上制备Ni-Si C-MoS_2复合镀层。通过扫描电子显微镜、能谱仪以及显微硬度仪,分析不同电流密度和施镀温度下复合镀层的组织结构、成分、界面之间的结合情况以及显微硬度。结果电流密度为4 A/dm2时,镀层与基体的结合差,镀层表面粗糙不平;当电流密度增加到5 A/dm2时,镀层与基体结合紧密,并且镀层表面平整;当电流密度增大到6 A/dm2时,镀层表面平整度变差。施镀温度为40℃时,镀层厚度较薄;施镀温度为50℃时,镀层与基体结合良好,镀层表面平整;当施镀温度上升到60℃时,镀层与基体结合处出现裂纹,镀层质量下降。随电流密度和施镀温度的升高,镀层中Si C和MoS_2摩尔分数先增加后减小,显微硬度先增大后减小。结论采用复合电镀的方法在铝合金表面可以制备出Ni-Si C-MoS_2复合镀层,当电流密度为5 A/dm2、施镀温度为50℃时,制备出的Ni-Si C-MoS_2复合镀层表面平整,厚度均匀,Si C与MoS_2摩尔分数可分别达到10.40%和0.77%。复合镀层的显微硬度与其Si C含量成正比,最高可达357.7HV0.01,是基体合金硬度的3.7倍。     

Si对Ti-Al-Si-N涂层微观结构及性能的影响

Ti-Al-Si-N涂层是在Ti-Al-N涂层基础上发展而来的一种四元复合涂层。本文综述了Si对Ti-Al-Si-N涂层微观结构、硬度、残余应力、抗氧化性能、热稳定性能、摩擦磨损性能及切削性能的影响。分析表明:Si元素能有效细化晶粒,减少柱状晶,形成新型纳米结构,从而显著提高涂层硬度,可达39 GPa;Si的原子分数超过5%后,涂层残余应力逐渐降低;Ti-Al-Si-N涂层在1 100℃下仍具有良好的抗氧化性能;Si元素使涂层的热稳定性能有很大提高,Ti-Al-Si-N涂层1 100℃氧化后硬度无显著变化;与Ti-Al-N涂层相比,添加Si元素后涂层的摩擦系数由0.7下降至0.5;Ti-Al-Si-N涂层刀具的使用寿命与Si原子分数有很大的关系。     

激光能量密度对Al2O3颗粒增强Ni60A激光熔覆涂层组织及性能的影响

目的 实现钛合金表面强化和正向改性,扩大钛合金应用范围。方法 采用预置粉末法在钛合金表面制备Ni60A-Al₂O₃激光熔覆层,通过改变激光功率,进而研究激光能量密度对Ni60A-Al₂O₃熔覆层横截面形貌、微观组织、元素分布、显微硬度以及耐磨性和耐腐蚀性的影响规律。结果 激光能量密度对熔覆层的平整性、成形性有着直接影响。不同激光能量密度下的熔覆层微观组织相似,但在125 J/mm²下,熔覆层形成的陶瓷增强相分布更均匀,且杂质相衍射峰面积较小,元素分布更均匀。此时,熔覆层的力学性能也最好,平均显微硬度值为1132.7HV0.2,较基体硬度提升约3.3倍,摩擦系数最小,且波动较平稳,磨损率也最低,具有较好的减摩性和耐磨性。125J/mm²下熔覆层形成的陶瓷增强相TiC、TiB₂既能作为不良导体降低电化学腐蚀速率,又由于分布均匀而避免应力集中引发裂纹,较其他激光能量密度下的熔覆层具有较好的耐腐蚀性。结论 利用控制变量法探究激光能量密度对Ni...     

Effect of the Current Density on Morphology,Porosity, and Tribological Properties of Electrodeposited Nickel on Copper

In the steel industry, nickel coating on copper has increased the lifespan of continuous ingot casting molds. The objective of this work is to estimate the porosity of nanocrystalline nickel electrodeposited onto copper. Characteristics of nickel coating such as hardness, wear resistance, porosity, morphology, and adhesion are very important for maximum performance of molds. The effective porosity in nickel coating was determined by using anodic voltammetry. The porosity of electrodeposited nickel onto copper increased from 0.16% up to 6.22% as the current density increased from 1.5 up to 8.0 A dm⁻². The morphology of the nickel electrodeposited at lower current densities was more compact. Tribological properties were studied using hardness measurements, and calotest. Results of calotest indicated a wear coefficient of 10⁻⁶ for all samples. An extremely low friction coefficient of 0.06-0.08 was obtained for the sample deposited with a current density of 1.5 A dm⁻², and a friction coefficient of 0.15-0.21 was measured for the nickel coating electrodeposited at a current density of 5 A dm⁻². Effects of the current density of the electrodeposition process on the morphology, porosity, and tribological properties were evaluated.     

电流密度对超临界石墨烯电铸层微观结构与性能的影响

为获得电流密度对于超临界石墨烯复合铸层微观结构和力学性能的影响规律,在超临界二氧化碳流体(SCFCO_2)环境下进行了镍基石墨烯复合电铸试验,采用扫描电镜、数显式显微硬度计、微摩擦磨损试验机、光学轮廓仪等对镍基石墨烯复合电铸层进行表征。结果表明:当电流密度从3 A/dm~2逐渐增大至9 A/dm~2时,石墨烯复合电铸层的显微硬度、耐磨性呈持续增大趋势;当进一步增大电流密度时,复合电铸层显微硬度和耐磨性开始降低。在压力为10 MPa,温度为52℃,电铸时间为50 min,电流密度为9 A/dm~2时,石墨烯复合电铸层的显微硬度达到最大860 HV0.2,磨痕截面积最小1 145μm~2,石墨烯含量达最大0.713%。与普通电铸条件相比,SCF-CO_2电铸条件制备的石墨烯复合电铸层显微硬度和耐磨性分别提高了1.25倍和1.31倍。     

等离子反应合成Ni60B-TiN梯度涂层的组织与性能

目的 获得一种既具有一定厚度又能保持优异性能的厚涂层,期望广泛用于机械设备零件的表面强化以及再制造。方法 采用反应等离子喷涂技术在42CrMo钢基材上制备不同Ti N含量的Ni60B-TiN复合涂层并对比其组织和性能,选取最优成分含量作为梯度涂层的工作层,从而确定成分梯度范围,并对梯度化设计的Ni60B-TiN梯度涂层与复合涂层进行了性能对比。利用XRD、SEM、EDS分析涂层物相组成和微观组织形貌,观察涂层磨损形貌,分析磨损行为。利用显微硬度计、摩擦磨损试验机测量涂层的显微硬度和耐磨性。采用三点弯曲试验和黏结试样拉伸法测量涂层的弹性模量和结合强度。结果 反应等离子喷涂技术制备的Ni60B-TiN涂层组织致密,没有未熔颗粒的存在,仅存在少量孔隙,涂层主要由Ni基合金相(γ-Ni、Cr_1.12Ni_2.88、FeNi₃)和Ti N相组成。30%TiN含量的涂层具有最佳的组织均匀性、最小的磨损痕迹宽度和磨损体积(0.68 mm³),耐磨性能最好,选其作为梯度涂层的工作层最佳。梯度化设计后的涂层应力得到有效...