喷射电沉积制备泡沫镍实验研究

提出了一种制备泡沫镍的新方法——喷射电沉积法。该方法基于高电流密度容易生成多孔枝晶沉积层的原理,制备了具有简单形状的泡沫镍试样。研究了相关工艺参数（电解液成分、电流密度、电解液喷射速度等）对泡沫镍试样的微观结构影响,结果表明：多孔沉积层的孔壁由枝晶构成,孔壁围成了孔洞,孔隙率在30%～70%之间;随着电流密度的增大,泡沫镍的孔隙率逐渐减小;随着电解液喷射速度的提高,泡沫镍的孔隙率逐渐增大。     

电沉积镍涂层冲压过程的界面特性

采用有限元方法对电沉积镍涂层钢带的冲压成形过程进行了数值模拟,得到了电沉积镍涂层在界面上的应力场、应变场等冲压成形特性。计算结果表明：在冲压过程中,涂层与基体界面上的应力大小、拉压性质都是变化的,且正应力一般在-50～50MPa之间,剪应力一般在-40～30MPa之间;界面上涂层中的应变比基体中的应变大得多,但两者在变形过程中是比较匹配的。     

超声电沉积镍/纳米碳化硅复合镀层组织结构研究

采用超声电沉积方法在20钢基体上制备了镍／纳米碳化硅的复合镀层。通过扫描电镜(SEM)观察了镀层的表面形貌和显微组织，用能谱仪(EDS)对镀层中特定区域进行了显微组织成分分析，使用X射线衍射仪检测了镀层的微观结构。结果表明：通过合适的超声电沉积工艺，得到的镀层中SiC纳米粒子含量较高，且分散均匀，没有出现团聚现象；同时镀层中的镍晶粒得到了细化，取向也由择尤取向趋于随机取向。     

喷射电沉积中镍枝晶分形生长的数值模拟

基于有限扩散凝聚(DLA)模型建立了平行板电极喷射电沉积的模型,实现了对平行板电极喷射电沉积不同生长阶段的模拟;并以平行板金属镍为阳极,石墨板为阴极,制备了二维的金属镍枝晶簇,并将模拟结果与试验结果进行了对比。结果表明:在石墨基体上制备的镍枝晶簇与计算机模拟的结果非常相似,利用此模型模拟平行板电极喷射电沉积中枝晶的分形生长是可行的。     

电沉积镍基复合镀层的研究进展

电沉积法是目前制备镍基复合镀层的重要方法。介绍了不同电沉积法的特点,综述了电流密度、镀液pH、表面活性剂、第二相颗粒含量和尺寸等工艺参数对镍基复合镀层质量的影响,总结了镍基复合镀层的种类及应用现状,最后对电沉积镍基复合镀层的未来发展方向进行了展望。     

电火花沉积非晶合金涂层的耐腐蚀性能研究

利用电火花沉积技术在45钢表面制备了Ti13.8 Zr41.2 Cu12.5 Ni10 Be22.5非晶合金涂层,通过中性盐雾试验对比了45钢基体、非晶合金涂层2种样品的耐腐蚀性能,并对其腐蚀增重和腐蚀形貌进行了测量与分析.结果表明:随着腐蚀时间的延长,2种样品的单位面积腐蚀增重均增大,经96 h中性盐雾腐蚀后,45钢...     

脉冲电沉积Ni/纳米Al_2O_3复合镀层的组织结构与性能

采用脉冲电沉积方法制备Ni/纳米Al2O3复合镀层。利用扫描电镜(SEM)观察分析Ni/纳米Al2O3复合镀层的组织结构,对Ni/纳米Al2O3复合镀层的硬度、摩擦磨损性能和铝液在复合镀层表面的铺展性能进行测试。结果表明:复合镀层的硬度随镀液中Al2O3悬浮量的增加而升高;纳米Al2O3悬浮量为20g/L的Ni/纳米Al2O3复合镀层的摩擦因数为0.459;铝液在Ni/纳米Al2O3复合镀层表面的亲润性比淬火45#钢差,具有良好的耐铝液侵蚀性能。     

喷射电沉积制备多孔金属镍工艺

采用喷射电沉积方法,在直流不同加工参数条件下制备了多孔金属镍;利用扫描电镜(SEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对试样的显微结构进行了观察和分析;研究了喷射参数对制备多孔金属的电沉积速率、表面形貌及孔隙率的影响.结果表明:在喷射距离为20 mm,电流密度为500 A·dm-2的条件下,随着喷射流量的增大,沉积速率减小,孔隙率增大,孔隙均匀度减小;采用喷射流量为100 L·h-1时,得到孔隙分布致密均匀、孔隙率为70.1%的多孔金属镍;沉积层表面随喷射流量的增大趋向平整,晶粒明显细化,但是结晶形态无明显变化.     

镍的周期换向脉冲电沉积实验研究

以不锈钢为基底,分别调节反向脉冲工作时间和正反电流比进行了系列化的电沉积镍涂层的工艺研究,发现随着反向脉冲工作时间的减小和正反电流比的增大,镀层表面的粗糙度减小、晶粒变细。     

脉冲电沉积制备纳米晶钴-镍合金薄膜的摩擦学性能

采用直流电、单脉冲和双脉冲制备纳米晶钴-镍(Co-Ni)合金薄膜。用原子力显微镜(AFM)和表面轮廓仪分析薄膜表面形貌与表面粗糙度,用MV-2T显微硬度计测试薄膜的硬度,用球盘式摩擦磨损试验机的评价Co-Ni合金薄膜的摩擦磨损性能,用扫描电子显微镜分析Co-Ni合金薄膜的摩擦磨损机制。研究发现,电沉积技术显著影响纳米Co-Ni薄膜的表面形貌、硬度和摩擦磨损性能与机制。直流电制备的Co-Ni合金薄膜柱状晶较粗,硬度较小,但其表面粗糙度较小;双脉冲制备的纳米Co-Ni合金薄膜柱状晶较细,硬度最高,且表面粗糙度最小。双脉冲制备的纳米晶CoNi合金薄膜的磨损率比直流电制备的降低了近一个数量级,直流电制备的Co-Ni合金的磨损机制为严重黏着磨损和磨粒磨损,而双脉冲制备的Co-Ni合金薄膜表现为轻微的疲劳磨损和磨粒磨损。     

脉冲射流电铸纳米晶铜的组织与性能

采用射流电铸快速成型方法,在脉冲电流条件下制备了铜铸层,研究了脉冲电流频率和峰值电流密度对铜铸层表面形貌、微观组织结构、晶粒大小以及力学性能的影响。结果表明：在高电流密度下制备出的块体纳米晶铜,晶粒尺寸为32-65nm;提高脉冲电流频率和峰值电流密度有利于获得颗粒细小、表面平整的纳米晶铜铸层;制备的纳米晶铜最大抗拉强度高达590MPa,是普通粗晶铜的4．5倍,纳米晶铜的最大伸长率为10％．     

射流电铸快速成型纳米晶铜的组织与性能

采用射流电铸快速成型方法制备了纳米晶铜铸层,并用SEM、XRD等方法对纳米晶铜铸层表面形貌、微观组织结构以及晶粒大小进行了分析,对纳米晶铜铸层的力学性能进行了测试.结果表明:在电铸电流密度为300 A·dm-2时,制备的纳米晶铜平均晶粒尺寸为47.4 nm,纳米晶铜铸层的抗拉强度为470 MPa,伸长率为14%,抗拉强度是粗晶铜的3.6倍.     

纳米晶脉冲电铸的试验研究

通过理论分析和试验研究 ,利用高频脉冲电流、高速冲液及添加剂方法 ,获得了纳米晶电铸层。分析了在脉冲电铸过程中 ,电规准及添加剂对沉积层微观结构影响     

龟喷镀SiO2/PTFE-Ni复合镀层的性能

用高速电喷镀技术在钢基片上制得了含有纳米SiO2和聚四氟乙烯(PTFE)的镍基复合镀层;在镀液中加入适当的分数剂,用磁性搅拌机对镀液中的纳米颗粒进行分散,用扫描电镜观察镀层的表面形貌和显微组织;用销-盘对磨形式对镀层的滑动磨损性能及其在人造海水中的腐蚀速率进行了试验研究.结果表明:喷射速度越大,镀层越致密;Si02和眦可以提高镍镀层的致密性、细化镀层晶粒,显著提高镀层的耐磨性;同时含有两种颗粒的复合镀层的耐磨性比只含一种颗粒的耐磨性高;镀层中PTFE含量越高,其在人造海水中的耐腐蚀性能越好.     

离子镀TiAlN工具涂层的微结构与切削性能

研究并比较了TiAlN和TiN涂层的成分、微结构、力学性能与抗氧化性及涂层铣刀的高速切削性能和涂层钻头的切削性能。结果表明,TiAlN和TiN涂层同为单相的NaCl型结构,并都呈现择优取向的柱状晶,TiAlN涂层的硬度远高于TiN涂层的硬度,TiAlN涂层的抗氧化温度明显高于TiN涂层的抗氧化温度。在高速铣削条件下,TiAlN涂层铣刀的后刀面磨损速率仅为TiN涂层铣刀的约四分之一。在钻孔数相同时TiAlN涂层钻头的磨损量也显著低于TiN涂层钻头。TiAlN涂层刀具的使用寿命显著高于TiN涂层刀具。     

电沉积RE-Ni-W-P-SiC复合镀层耐蚀性研究

用全浸法和电化学综合测试仪测试阳极极化曲线法研究了RE-Ni-W-P-SiC复合镀层在不同浓度的HCl、H2SO4、H3PO4、FeCl3溶液中的腐蚀速率，并与316L不锈钢比较。结果表明：其耐蚀性优于316L不锈钢，复合镀层在H3PO4中的耐蚀性极好。     

纳米晶体材料耐腐蚀性能的研究现状

综述了近几年来国内外在纳米晶体材料耐腐蚀性能方面的研究进展，对存在的问题提出了一些看法，并结合作者的研究结果论述了扩散通道理论对纳米晶镀层耐蚀性的作用。     

离子镀TiCN和TiN工具涂层的微结构与切削性能

采用电弧离子镀技术在硬质合金铣刀和钻头上镀覆了TiCN和TiN涂层,研究并比较了两种涂层的微结构与力学性能,以及涂层铣刀的高速切削性能和涂层钻头的切削性能。结果表明,TiCN和TiN涂层同为单相的Na-Cl型结构,并都呈现(111)择优取向的柱状晶,TiCN涂层的硬度为34.6GPa,远高于TiN涂层25.1GPa的硬度。在高速铣削条件下,TiCN涂层铣刀的后刀面磨损速率仅为TiN涂层铣刀的约三分之一。TiCN涂层钻头在钻孔数为TiN涂层钻头两倍时的磨损量仍低于TiN涂层钻头。TiCN涂层的高硬度及在较高切削线速度下的减摩作用是这种涂层刀具寿命提高的重要原因。     

超声辅助电火花粉末沉积WC-Ni金属陶瓷涂层的微观结构及摩擦学性能

针对传统电火花沉积工艺中工具电极预制成本高、工艺复杂、材料选择范围受限等问题,提出了一种超声辅助电火花粉末沉积（Ultrasonic-assisted electro-spark powder deposition,UEPD）的新方法。利用UEPD工艺成功地在316L不锈钢基材上制备了WC-Ni金属陶瓷涂层。所制备的WC-Ni金属陶瓷涂层的厚度为89~159 μm,表面粗糙度约为3.672 μm,并且与基材呈现良好的冶金结合。超声振动的引入能够有效改善涂层的成形质量。涂层的微观组织主要由亚微米级细小枝晶组成,主要物相包括FeNi、Cr₃Ni、WC、W₂C、Cr₂₃C₆和Cr₃C₂等。这些细小的晶粒和强化相使金属陶瓷涂层的硬度明显增加,平均硬度达到980.68 HV,约为基材的4.1倍。摩擦磨损性能测试表明,金属陶瓷涂层的磨损率相比基材和不含WC的Ni基合金涂层分别降低了50.7%和37.7%,并且还表现出明显低于二者的摩擦因数。WC-Ni金属陶瓷涂层的主要磨损机理为疲劳磨损和磨粒磨损,其中高硬度表面和具有颗粒流润滑效果的磨屑层是金属陶瓷涂层实现高耐磨、低摩擦的主要原因。UEPD工艺相比于传统的电火花沉积工艺省却了复杂的工具电极预制过程,其工艺更简单,成本更低廉、材料选择更广泛,并且所制备的涂层也表现出良好的成形质量和性能。这为电火花沉积技术的发展提供了一种新的思路。     

A Comparative Study on the Tribological Behavior of Nanocrystalline Nickel and Coarse-grained Nickel Coatings under Ionic Liquid Lubrication

Tribological properties of nanocrystalline (NC) nickel coating and coarse-grained nickel coating were evaluated using a ball-on-flat sliding tester. Results indicated that the NC nickel coating had excellent tribological properties. This was partly attributed to the high hardness of the NC nickel coating and the tribochemical interactions between rubbing pairs and ionic liquid.