脉冲电铸制备纳米CeO_2增强镍基复合材料

用脉冲电铸技术制备了纳米CeO2增强镍基复合材料,研究了镀液中纳米CeO2颗粒添加量、阴极平均电流密度、占空比及脉冲频率对电铸复合材料中CeO2含量的影响,并对复合材料的显微硬度和表面形貌进行了分析.结果表明:在CeO2添加量40 g·L-1、阴极平均电流密度4A·dm-2、占空比0.2、脉冲频率1 000 Hz的条件下,电铸复合材料中CeO2含量最高为2.98%;其显微硬度为484 HV,较脉冲纯镍的323 HV有明显提高;与直流电铸纳米CeO2增强复合材料相比,脉冲电铸制备的复合材料表面更平整,组织更致密,晶粒更细小,且减少了纳米CeO2颗粒的团聚现象.     

表面微加工中镍的微电铸

介绍了微电铸工艺的基本原理以及脉冲电铸的特点.搭键了电铸实验系统,通过对Watts镍电解液的成分实验得到了一种性能较好的成分配比.利用微电铸的方法制作出微机械隧道陀螺仪中的悬臂梁、挡板、驱动电极等MEMS结构,得到了一组较有价值的电铸参数,对电铸中存在的问题进行了阐述.实验结果表明,采用方波脉冲电铸能够得到晶粒粗细均匀、硬度和应力符合设计要求的悬臂梁等MEMS结构.     

纳米晶镍锰合金的脉冲电铸研究

利用冲液装置进行了镍锰合金的脉冲电铸试验,并对电铸层的锰含量、晶粒尺寸和显微硬度进行了测试。结果表明电铸层的晶粒可达到纳米级。分析讨论了电流密度和脉冲参数对电铸层锰含量、晶粒尺寸和显微硬度的影响规律。     

超声-脉冲电铸工艺参数对镍铸层晶粒尺寸的影响

采用超声-脉冲电铸工艺在覆铜板表面的微区域内制备了镍铸层,用扫描电镜观察镍铸层的表面形貌,并采用Image Tool软件测量了镍铸层的平均晶粒尺寸,研究了超声波功率及方向、脉冲平均电流密度、脉冲占空比等对镍铸层晶粒尺寸的影响。结果表明:其他条件相同时,双向(y向和z向)超声波制备镍铸层的晶粒尺寸小于相同功率单向(y向或z向)超声制备的;随着超声波功率、脉冲平均电流密度的增大,镍铸层的晶粒尺寸先减小后增大;当脉冲占空比由10%增大到30%时,晶粒尺寸由0.97μm增大到3.32μm。     

硬质粒子摩擦法电铸新技术的研究

提出一种新型的硬质粒子摩擦法电铸技术，从理论上深入探讨了硬质粒子摩擦法电铸技术的沉积机理，并通过金属镍的电铸试验加以验证。理论分析和试验结果表明：硬质粒子摩擦法电铸技术在阴阳极之间引入硬质粒子，并通过电铸芯模的旋转，带动硬质粒子运动，使其不断摩擦、撞击阴极表面，能有效地去除沉积层表面的吸附气泡和积瘤，获得表面平整光亮的电铸层；通过减薄扩散层和扰动结晶过程，能细化晶粒，提高电铸速度。研究结果显示，硬质粒子摩擦法电铸技术在回转体类薄壁零件的电铸成形中有实用价值。     

高频群脉冲电化学微小型加工中的反向电流与压力波

针对脉冲电化学加工，建立了反向电流和压力波的数学模型，提出了高频群脉冲电化学加工方法。结果表明，充分发挥反向电流作用的电源频率在10～24kHz之间，压力波频率在400～1333Hz之间。反向电流仅与电极本身有关，它决定了高频群脉冲电化学加工的主脉冲频率；压力波则除了电极外，还与电解质性质和流速、极间间隙和电压等有关，它决定了高频群脉冲电化学加工的调制脉冲频率。根据模拟结果设计的实验表明，良好的加工质量来源于高频群脉冲带来的较小极间间隙。     

脉冲电铸纳米晶镍锰合金的拉伸性能研究

对利用冲液装置和高频窄脉宽脉冲电流电铸所得到的具有接近或达到纳米级晶粒的镍锰合金进行了拉伸试验,研究了电沉积条件及电铸后的退火对电铸层拉伸性能的影响。结果表明,电沉积工艺条件通过影响电铸层的锰含量和晶粒大小而影响电铸镍锰合金的拉伸性能,一定条件下的退火对电铸镍锰合金拉伸性能的影响不明显。     

脉冲电铸镍-氧化钕纳米复合沉积层的工艺研究

电化学沉积层的制备是电铸技术的关键环节。本文采用脉冲电铸技术制备N i-Nd2O3纳米复合沉积层,考察了镀液中Nd2O3纳米颗粒添加量、平均电流密度、占空比、脉冲频率对纳米复合沉积层中Nd2O3含量及纳米复合沉积层显微硬度的影响,并对纳米复合沉积层的表面形貌进行了分析。结果表明,在镀液中Nd2O3纳米颗粒添加量20 g/L~30 g/L、脉冲平均电流密度2 A/dm2~4 A/dm2、占空比0.2~0.4和脉冲频率1000 Hz的条件下,可获得Nd2O3含量大的高硬度复合沉积层,并且沉积层表面平整、光滑,晶粒细小,组织均匀致密。     

微细电铸电流参数设计与实验研究

研究了镍的直流电铸和脉冲电铸的不同形式电流及其参数,同时,结合铸层表面形貌的影响分析,发现脉冲电铸在采取相对较大电流密度时,电铸质量和效率均优于直流电铸,实验优化后得到的占空比为10％,频率为1000HZ,平均电流密度为4A／dm^2。最后,利用优化的电流参数实现了不同微结构的电铸成型。     

脉冲喷射电沉积纳米镍涂层的组织与耐腐蚀性能

采用脉冲喷射电沉积方法在45钢基体表面制备了纳米镍涂层,用扫描电镜和X射线衍射仪研究了平均电流密度对镍涂层表面形貌、微观组织结构及平均晶粒尺寸的影响,并进行了耐腐蚀性试验.结果表明:用该方法制备的纳米镍涂层表面比较平整、晶粒细小并且结合较致密,但晶粒间仍存在一定的孔隙;随着平均电流密度的增大,平均晶粒尺寸先变小再变大,当平均电流密度为39.8 A·dm-2时涂层最致密,平均晶粒尺寸最小(13.7 nm);纳米镍涂层试样的耐腐蚀性能有较大的提高,但经过一段时间后腐蚀速率有所上升,这可能与腐蚀介质的渗入有很大关系.     

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。     

电铸制备SiC颗粒增强镍基复合材料的工艺与性能

采用电铸技术(氨基磺酸镍电铸液)成功制备了SiC颗粒增强镍基复合材料;用Leica Qwin图形分析软件和显微硬度计分析了电铸工艺参数对SiC颗粒增强镍基复合材料中SiC颗粒含量以及SiC含量对该复合材料显微硬度的影响;用场发射扫描电镜分析了复合材料的截面形貌和SiC分布.结果表明:在SiC加入量50 g·L-1、电流密度3 A·dm-2和磁力搅拌强度1.5次/min条件下,复合材料中SiC颗粒体积分数达到最高值27%,其显微硬度值也最高,为710 HV.     

基于微分环的脉冲大电流测量电路研究与仿真

通过对微分环脉冲大电流测量电路的系统原理和等效电路的详细分析以及系统的仿真模拟,得到了系统输出电压精确表达式、输出电压波形曲线以及系统阶跃响应曲线,仿真结果与简化表达式的理论研究一致,为工程设计提供了参考依据.     

电沉积镍涂层的冲压成形极限右边分析与预测

基于材料实际应力应变曲线,运用多项式拟合法计算了涂层薄板的成形极限。对冲压过程中涂层薄板的等效应力和等效应变进行了推导,通过求解Swift分散颈缩失稳条件的非线性方程得到了冲压成形极限的第一主应变,获得了涂层薄板的成形极限右边曲线。计算发现,涂层厚度、基体厚向异性指数对涂层薄板的成形极限有显著影响,镍涂层的成形性能低于钢基体的成形性能,并且基于实际应力应变曲线的涂层薄板的成形极限低于传统方法计算的成形极限。     

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。