脉冲摩擦喷射电沉积纳米晶镍的电化学腐蚀行为

为进一步研究脉冲电源对脉冲摩擦喷射电沉积的影响,本文分别采用脉冲摩擦喷射电沉积工艺和传统喷射电沉积工艺制备镍沉积层,利用TEM和XRD对比分析了占空比和频率对纳米晶镍微观组织结构的影响,采用电化学极化法研究了各沉积层在3.5%氯化钠溶液中的耐腐蚀性能,以期为拓展纳米晶材料的应用提供理论依据.研究表明:脉冲摩擦电沉积的应用,使电沉积结晶过程更加均匀,晶粒得到极大细化,最小平均晶粒尺寸可达9.12 nm;在氯化钠溶液中,脉冲摩擦喷射电沉积具有更小的腐蚀电流密度和更宽的钝化区,制备的镍沉积层电化学腐蚀性能均优于传统喷射电沉积;占空比和频率对沉积层腐蚀性能的影响与其各自对晶粒大小的影响基本吻合,过小或过大的占空比及频率均会导致耐腐蚀性能的降低.     

不同沉积方式对Ni-W/SiC复合镀层组织及摩擦性能的影响

为提升Ni-W/SiC复合镀层表面性能,利用电沉积技术在304不锈钢表面制得Ni-W/SiC复合镀层,对比分析脉冲电沉积法、喷射电沉积法和超声-喷射电沉积法3种不同沉积方式对镀层组织与性能的影响。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、和原子力显微镜(AFM)观察镀层表面形貌并分析表面粗糙度及元素组成,通过X射线衍射仪(XRD)分析镀层的物相组成并计算晶粒尺寸。利用显微硬度计和摩擦磨损试验机对镀层进行显微硬度和摩擦性能研究。结果表明,按照脉冲、喷射和超声-喷射电沉积的顺序,Ni-W/SiC复合镀层的孔隙率、粗糙度、晶粒尺寸、磨损量、摩擦系数依次降低,而镀层平整度和显微硬度依次增加。超声-喷射电沉积Ni-W/SiC复合镀层显微硬度为626.3 HV,其磨损失重为1.1 g。相较于脉冲电沉积和喷射电沉积Ni-W/SiC复合镀层,超声-喷射电沉积Ni-W/SiC复合镀层磨痕深度更浅,磨痕轨迹更宽,展显出更好的耐磨损性能。     

脉冲电沉积纳米晶镍沉积层的力学性能研究

为了提高镍沉积层的显微硬度和抗拉强度,采用传统的Watt镀液通过脉冲电沉积制得纳米镍沉积层.通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)方法分析了沉积层的表面形貌、织构和晶粒大小与脉冲参数的关系.分析表明,微观形貌为胞状结构,平均晶粒尺寸为10.3 nm;随着占空比减小,晶粒得以细化.研究了脉冲参数对纳米镍镀层显微硬度、抗拉强度的影响,最大显微硬度达到591 HV,最大拉伸强度达900MPa,分别为直流镍镀层的4.0和1.4倍;热处理试验表明,200℃热处理有利于提高镍镀层的显微硬度.     

脉冲电沉积制备Ni-W-Fe-La纳米晶析氢电极材料

脉冲电沉积合金层较为复杂,目前尚未实际应用。采用脉冲电沉积技术制备了Ni-W-Fe-La纳米晶合金析氢镀层,利用扫描电镜、X射线衍射仪、能谱仪等设备测试了合金镀层的形貌、结构和组成。研究了制备工艺对镀层析氢性能的影响。确定了合金镀层的最佳制备工艺条件:机械搅拌下,控制平均电流密度Jm=5A/dm2,峰值电流密度Jp=14A/dm2,占空比R为35%,脉冲频率f=150Hz,pH值6.0～6.5,脉冲时间30min,镀液温度35℃。结果表明:制备的Ni-W-Fe-La镀层为纳米级镀层,其晶粒尺寸为48.73nm;稀土La元素的加入能够明显改变镀层表面形貌、晶粒尺寸以及镀层的耐蚀和析氢电催化活性,析氢电位比直流电沉积所得的同类镀层明显正移。     

脉冲电镀Ni-P合金工艺及镀层的耐蚀性能

采用脉冲电镀法通过改变平均电流密度和占空比制备了Ni-P合金镀层,利用SEM观察了镀层的表面形貌,用螺旋测微仪测试了镀层的沉积速度,并通过盐水浸泡试验和极化曲线测量考察了镀层的耐蚀性能,以获得最佳的脉冲电镀参数。结果表明:平均电流密度为3 A/dm2、脉宽ton为2 ms时,镀层沉积速率较好;占空比为1∶5时镀层表面晶粒细化效果较好,表现出优异的耐腐蚀性能。     

汽车齿轮钢电沉积Ni-TiN镀层的制备及耐磨性研究

采用直流电沉积、脉冲电沉积和超声波脉冲电沉积方法,在汽车齿轮钢20CrMnTi表面制备Ni-TiN镀层。利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计及摩擦磨损试验机等研究Ni-TiN镀层的微观组织、显微硬度和耐磨性能。结果表明,在超声脉冲电沉积获得的Ni-TiN镀层中,金属晶粒得到显著细化,组织结构最为致密,且TiN纳米微粒均匀分布于镀层中,Ni晶粒和TiN微粒的平均粒径分别为76.5和41.4nm。当电沉积时间为50min时,直流电沉积、脉冲电沉积和超声脉冲电沉积制得的Ni-TiN镀层显微硬度分别为841,882和923 Hv,超声波脉冲电沉积Ni-TiN镀层的耐磨性最优。     

脉冲电流密度对Ni-WC/Co纳米复合镀层摩擦磨损性能的影响

目前,通过脉冲电沉积制备Ni-WC/Co复合镀层的研究报道较少。为了探究Ni-WC/Co纳米复合镀层对材料表面摩擦性能的影响,采用脉冲电沉积制备Ni-WC/Co纳米复合镀层,研究脉冲峰值电流密度对复合镀层晶体结构、晶粒尺寸和硬度的影响;室温下,在MM-W1B立式万能摩擦磨损试验机上测试复合镀层的摩擦磨损性能,分析其磨损机理。结果表明:随着峰值电流密度的增加,复合镀层晶粒尺寸先减小后增大,硬度则是先增大后减小,复合镀层的摩擦系数和磨损量都是先降低后升高;当峰值电流密度为10 A/dm2时,复合镀层的平均晶粒尺寸最小,硬度最高,摩擦系数和磨损量最低,耐磨性能最佳,复合镀层表面主要呈现轻微的划痕,且磨痕较窄,无疲劳磨损。     

NdFeB表面镀镍层不同脉冲参数时的形貌及性能

与直流电镀相比,脉冲电镀具有许多优点;而目前有关脉冲参数对NdFeB表面镀镍层耐蚀性影响的研究少有报道.以NdFeB为基体材料,以不同的电流密度和占空比脉冲电镀镍,利用扫描电镜(SEM)观察镀层表面形貌,在3.5％ NaCl溶液中进行极化曲线和交流阻抗谱测试考察镀层的耐蚀性能,并测量镀层硬度以及结合强度,以获得最佳脉冲电镀工艺.结果表明:NdFeB表面脉冲电镀镍层较直流电镀层晶粒更细,表面更光滑平整;电流密度为2 A/dm2,占空比为0.4时,镀层表面晶粒均匀致密,表现出良好的耐腐蚀性能;脉冲电镀层的硬度大于直流电镀层,且在电流密度2 A/dm2,占空比0.4时硬度最大,达497.5 HV0.98N,热震20次表现出良好的结合性能.     

镍基纳米陶瓷颗粒脉冲电刷镀复合层的形貌及磨损性能

为了探讨不同电源电刷镀层的形貌及耐磨性,用直流电源和不同电参数脉冲电源制备了镍基纳米陶瓷颗粒(Ni/n -SiO2)复合镀层,用Quanta 200型扫描电镜、T -11球盘摩擦磨损试验机对其表面形貌、磨损性能进行了分析比较.结果表明:脉冲电刷镀Ni/n -SiO2复合镀层比直流Ni/n -SiO2复合镀层表面更平整,镀层晶粒团更加细小、孔隙率更低、耐磨性更高.纳米颗粒的复合提高了复合镀层的强度,从而避免了快镍镀层磨损中柱状晶脆性断裂磨损方式,提高了复合镀层的耐磨性;脉冲电源通过改善镀层的致密程度,减小了粘着磨损中微凸体的接触应力,使脉冲刷镀层的耐磨性优于直流刷镀层.     

脉冲喷射电沉积纳米结构镍涂层研究

采用脉冲喷射电沉积法在45钢基体表面制备了纳米结构镍涂层，研究了平均电流密度对涂层性能的影响。用扫描电镜和X射线衍射仪对涂层表面形貌和晶粒尺寸进行分析，并对涂层进行耐腐蚀性试验。结果表明，平均电流密度为39．8A／dm^2。时涂层最致密，镍涂层平均晶粒尺寸最小．为13．7nm；经过脉，中喷射电沉积后，耐腐蚀性能明显提高。     

电沉积方式对Ni-SiC纳米镀层耐腐蚀性能的影响

采用直流电沉积、脉冲电沉积和超声-脉冲电沉积方法,在45钢表面制备Ni-SiC纳米镀层。研究电沉积方式对Ni-SiC纳米镀层显微组织、成分及耐腐蚀性能的影响。结果表明,超声-脉冲电沉积Ni-SiC纳米镀层显微组织更加致密、光滑。直流电沉积镀层的镍粒径和SiC粒子的平均粒径为175.4和81.5nm;而超声-脉冲电沉积镀层的镍粒径和SiC粒子的平均粒径为74.8和36.3nm。SEM和EDS分析可知,电沉积方式对Ni-SiC纳米镀层的耐腐蚀性能有很大影响,超声-脉冲电沉积镀层的耐腐蚀性能较好。     

用脉冲喷射电沉积法制备纳米晶镍镀层

采用脉冲喷射电沉积方法制备了纳米晶镍镀层,用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等方法研究了镀层的生长形貌和微观结构,并考察了脉冲电流密度对镀层微观结构如晶粒尺寸、织构等的影响.结果表明:镀层内表面(基体一侧)具有比外表面(镀液一侧)更为精细的晶粒结构,说明随着厚度的增加,镀层中的晶粒逐渐粗化.随着电流密度从45 A/dm2增加到180 A/dm2,镀层中晶粒生长的择优取向由(111)织构逐渐转变为强(220)织构.当电流密度从45 A/dm2增加到120 A/dm2时,镀层平均晶粒尺寸逐渐减小;而进一步增加电流密度到180 A/dm2,镀层晶粒尺寸又会有轻微的增大.     

工艺参数对脉冲电沉积Ni-TiN纳米镀层微观组织和性能的影响

电沉积技术是一种方便、高效、低成本制备金属基纳米镀层的方法,其工艺参数直接决定金属基纳米镀层的微观组织及性能。为系统研究电沉积工艺参数对金属基纳米镀层表面形貌、显微组织、力学性能及耐磨损性能的影响规律,本实验采用脉冲电沉积制得Ni-TiN纳米镀层,并利用透射电镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)、摩擦磨损试验机研究了工艺参数对Ni-TiN纳米镀层的显微结构、显微硬度和性能的影响。结果表明,当电流密度为4A/dm~2时,Ni-TiN纳米镀层的显微硬度为984.7HV,TiN微粒复合量为8.69%(质量分数)。采用不同脉冲频率制得的Ni-TiN纳米镀层,其晶面原子呈现不同方向的面心立方晶格结构。当脉冲频率为200Hz时,Ni-TiN纳米镀层中Ni和TiN的平均粒径分别为87.2nm和34.6nm。当脉冲占空比为20%时,Ni-TiN纳米镀层的显微硬度为980HV,其平均磨损量为7.56mg/mm2。     

糖精对脉冲电沉积镍层结构及性能的影响

利用脉冲电沉积制备细晶镍镀层。研究了糖精对镍镀层的晶粒尺寸、表面形貌、晶体取向和硬度的影响。结果表明：加入糖精后,可获得晶粒尺寸小于30nm的镍镀层,晶体择优取向由（200）织构向（111）织构转变,镀层的耐蚀性得到提高;镀层的硬度与镍镀层的晶粒尺寸有关,晶粒尺寸较大时,服从Hall—Petch关系,晶粒尺寸较小时产生...     

脉冲电镀Zn-Ni合金工艺参数对镀层Ni含量及形貌的影响

为了优化Zn-Ni合金制备工艺,在硫酸盐型Zn-Ni合金镀液中脉冲电镀Zn-Ni合金层。分别采用扫描电镜和X射线成分分析镀层形貌和成分,通过中性盐雾试验测试镀层耐蚀性。研究了脉冲参数、工艺条件对Zn-Ni合金镀层Ni含量与形貌的影响。结果表明:镀液温度、平均电流密度、频率、逆向脉冲系数及占空比对镀层性能和形貌均有较大影响;最佳工艺参数为温度60℃,平均电流密度70 m A/cm2,脉冲频率200 Hz,逆向脉冲系数0.4,占空比0.7,此时Zn-Ni合金镀层晶粒细小,表面平整光亮,呈银白色,镀层Ni含量为13%,耐蚀性优良。     

摩擦电喷镀nano-Al_2O_3/Ni复合镀层的制备及表征

利用新型的摩擦电喷镀系统在45钢基体上制备nano-Al2O3/Ni复合镀层。运用SEM、XRD、EDS、TEM等分析方法对复合镀层的表面形貌、微观结构和组织成分进行表征及分析;并分别利用显微硬度计和摩擦磨损试验机对复合镀层的力学性能和摩擦磨损性能进行表征。实验结果表明,nano-Al2O3/Ni复合镀层表面平整均匀,晶粒细小,XRD主峰的晶面指数为(111)和(200),平均晶粒大小为20.8nm,复合镀层截面组织致密,与基质镍结合紧密,EDS结果显示出复合镀层在共沉积过程中,只有极少部分镍发生氧化。由于摩擦,喷射和纳米颗粒的协同作用,复合镀层产生了硬质颗粒弥散强化,细晶强化和高密度位错强化,导致截面平均硬度达676Hv;油润滑条件下,复合镀层的主要磨损机制为粘着磨损并伴有微切削。     

超声场中脉冲电沉积Ni-CeO_2纳米复合镀层的耐蚀性

在超声场中用脉冲电沉积法制备了Ni-CeO2纳米复合镀层,考察了镀层中CeO2含量及表面形貌,研究了镀层在10wt%HCl溶液中的耐蚀性,分析了超声作用下脉冲参数对镀层耐蚀性的影响.结果表明:脉冲参数和超声波对镀层中CeO2含量和微观组织均有影响,适宜的脉冲参数可以提高镀层中CeO2含量,细化镀层晶粒,而超声波可促使镀层晶粒进一步细化;Ni-CeO2纳米复合镀层的耐蚀性与镀层中CeO2含量、镀层晶粒大小及组织致密程度有关;在占空比0.2、脉冲频率1000Hz时超声作用下制备的镀层中CeO2含量较高,镀层晶粒细小、组织致密,腐蚀速率最低,表现出优良的耐蚀性.     

脉冲电沉积Ni-W-P合金工艺的研究

为了研究Ni-W-P合金脉冲电沉积中脉冲参数对镀速和镀层中钨、磷含量的影响以及对镀层耐蚀性和硬度的影响,采用称重法、硫酸浸泡法、日本岛津EPMA-1600型电子探针以及HX-1型显微硬度计对Ni-W-P合金工艺进行了研究.结果表明,镀层的沉积速率、镀层成分及镀层的性能都随脉冲频率和占空比的变化而变化;Ni-W-P镀层的脉冲电沉积速率比直流电沉积大,脉冲镀层的耐蚀性和硬度都优于直流镀层,其耐蚀性还优于1Cr18Ni9Ti不锈钢.本工艺操作方便,镀层性能稳定.     

相对运动速度对柔性摩擦辅助电沉积镍镀层结构的影响

在相对运动速度不同的条件下,采用新型的柔性摩擦辅助电沉积技术在不含任何添加剂的Watts镀液中制备镍镀层,用SEM、AFM、XRD、TEM、X射线应力衍射仪以及硬度计等手段分别对镀层的形貌、结构、残余应力和硬度进行了表征。结果表明:相对运动速度对镍镀层的组织结构具有重要影响。相对运动速度在4.8-14.4 m/min范围内,电沉积的镍镀层均为面心立方结构,并呈现强(311)晶面择优取向;随着相对运动速度的增加,镀层表面的针状镍逐渐变得均匀、细小和致密,拉应力先降低后增大,而硬度从406 HV增加到471 HV。当相对运动速度为12 m/min时,镍镀层的平均晶粒尺寸约为100 nm,具有较高的硬度460 HV和最低的拉应力约100 MPa。     

脉冲电刷镀镍中沉积速度的影响因素

以硫酸镍为主盐、柠檬酸铵为配位剂、硫酸铈为添加剂、醋酸铵与氨水组成缓冲溶液,研究了脉冲参数和硫酸铈含量对脉冲电刷镀镍镀层沉积速度、耐腐蚀性和表面形貌的影响.结果表明:在适当的脉冲参数下,能够得到孔隙率低、致密性好的沉积层;镍镀层中没有铈共沉积;随着硫酸铈的加入,镀层沉积速度加快,镀层结晶更致密,镀层内应力减小.最佳工艺条件:245.0 g/L硫酸镍,120.0 g/L柠檬酸铵,30.0g/L醋酸钠,140.0 g/L氨水,0.6 g/L硫酸铈,占空比55%,频率1 100 Hz,电压10 V.