激光辅助对电沉积铁-镍合金组织结构和性能的影响

在激光辅助下在304不锈钢表面电沉积制备Fe–Ni合金。研究了激光频率和扫描线间距对镀层表面形貌、组织结构、显微硬度、耐腐蚀和拉伸性能的影响。结果表明,在激光辅助下电沉积所得合金镀层为面心立方的晶体结构,激光辅助能够细化镀层晶粒,促进铁沉积,提高镀层的显微硬度、耐蚀性和拉伸性能。随激光频率增大,Fe–Ni合金镀层的显微硬度、耐蚀性和拉伸性能均提高,高于2.0MHz时趋于稳定。随激光扫描线间距增大,Fe–Ni合金镀层的显微硬度先升后降,耐蚀性和拉伸性能先有改善后变差,30μm时镀层的性能最佳。     

平行磁场辅助射流电沉积镍制备疏水表面

在316L不锈钢表面射流电沉积镍过程中施加与电场方向平行的磁场。分析了平行磁场下微纳表面结构镍镀层的生长机理。通过场发射扫描电镜、接触角测量仪和三维显微镜分析了无磁场辅助和不同磁感应强度的平行磁场辅助下射流电沉积所得镍镀层的表面微观形貌、水接触角和面粗糙度。结果表明,在射流电沉积过程中施加平行磁场能够提高镍镀层的疏水性。当磁感应强度为200 mT时,所得镍镀层表面的缝隙最多,凸起分布得最均匀,面粗糙度(Sa)为2.94μm,水接触角达到147.5°,疏水性最好。     

超临界流体辅助换向脉冲复合电沉积镍-石墨烯的工艺

利用具有高度扩散性和传质的超临界CO₂流体辅助双脉冲电沉积技术制备Ni–r GO(还原氧化石墨烯)复合镀层。先通过正交试验确定较优的双脉冲电参数组合,再通过单因素试验研究了正反向脉冲平均电流密度和正、反向脉冲占空比对Ni–rGO复合镀层表面形貌、显微硬度和表面粗糙度的影响。当正向脉冲电流密度和占空比分别为7 A/dm²和0.35,反向脉冲电流密度和占空比分别为1.2 A/dm²和0.25时,所得的Ni–r GO复合镀层表面平整、致密,显微硬度达到895 HV。     

工艺参数对喷射电沉积镍镀层微观结构和疏水性的影响

[目的]Q235钢结构件的服役环境一般较恶劣,要对其进行适当的表面处理来提高其耐蚀性。[方法]先在Q235钢表面喷射电沉积镍,再采用0.3 mol/L硬脂酸溶液浸泡修饰12 h,得到疏水的镍镀层。通过接触角测量仪、超景深三维显微镜和场发射扫描电镜分析了不同脉冲参数下电沉积所得镍镀层表面的水接触角、粗糙度和微观形貌,并利用电化学工作站对镀层的耐腐蚀性能进行分析。[结果]随着峰值电流密度、占空比或电沉积时间的增大,Ni镀层的水接触角和表面粗糙度都呈先增大后减小的变化趋势。在峰值电流密度为0.15 A/cm²、占空比为50%的条件下喷射电沉积10 min所得的Ni镀层经化学修饰后水接触角为146.3°,耐蚀性最好。[结论]在Q235钢表面采用喷射电沉积镍加化学修饰的方法可获得超疏水表面,显著提高其耐蚀性。     

温度对钢基体上暗镍镀层性能的影响

以瓦特镀镍液为基础,在Q235A钢基体上分别采用直流电沉积和脉冲电沉积方法在不同温度下制备了镍镀层,采用线性扫描伏安法测试了不同温度下,Ni2+在Q235A钢基体上发生氧化还原的电化学行为;采用表面轮廓测量仪以及纳米力学测试系统对镍镀层表面粗糙度、显微硬度及弹性模量进行了表征。实验结果表明,随着电解液温度的上升,镍在电沉积过程中的极化程度会下降。直流电沉积制备的镀层在电解液θ为40℃时的粗糙度最小;脉冲电沉积制备的镀层在电解液θ为50℃时的粗糙度最小。直流电沉积及脉冲电沉积制备的镀层的显微硬度和弹性模量在电解液θ为50℃时达到最大值。     

电流密度对碳化硅电镀镍的影响

以SiC片为基体,分别在直流(DC)电源和脉冲(PC)电源下电镀Ni。研究了电流密度对Ni镀层表面形貌、粗糙度、显微硬度以及SiC和Ni镀层刻蚀选择性的影响。结果表明,随直流电流密度增大,Ni镀层的表面形貌先变好后变差,表面粗糙度先减小后增大,显微硬度和SiC/Ni刻蚀选择比逐渐减小。随脉冲电流密度增大,Ni镀层的表面形貌和粗糙度的变化趋势与直流电镀时相近,但显微硬度和SiC/Ni刻蚀选择比均逐渐增大。当电流密度较大时,在相同电流密度下脉冲电镀Ni层的各项性能均优于直流电镀Ni层。在1.4 A/dm²的平均电流密度下脉冲电镀可获得综合性能较优的Ni镀层。     

基于电接触强化的铝合金表面电刷镀镍层改性研究

[目的]对铝合金进行表面处理可提高其硬度和耐磨性,拓宽铝合金材料在机械零件方面的应用。[方法]采用电刷镀技术在1060铝合金表面制备Ni镀层,再通过电接触强化技术对Ni镀层进行改性。采用扫描电子显微镜和维氏硬度计考察了Ni镀层电接触强化前后的微观组织和显微硬度。通过摩擦磨损试验对比了1016铝合金及Ni镀层电接触强化前后的耐磨性。[结果]经电接触强化后,Ni镀层内部的裂纹及孔洞类缺陷减少,晶粒间隙减小,致密性提高,显微硬度增大到524.4～560.3 HV0.1范围内。1016铝合金在摩擦磨损试验后存在较深的犁沟和剥落,耐磨性较差。Ni镀层的耐磨性优于1016铝合金,但在摩擦过程中会发生剥落。经电接触强化的Ni镀层在摩擦过程中摩擦因数平稳,表面只是轻微擦伤,耐磨性最佳。[结论]结合电刷镀镍和电接触强化技术可显著提高铝合金的表面性能。     

微粒的导电性对复合镀层结构与性能的影响

在复合电沉积过程中辅助施加超声波搅拌,制备出Ni-Al和Ni-Al2O3两种复合镀层。借助扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计和摩擦磨损试验机研究了微粒的导电性对复合镀层形貌、相结构及性能的影响。结果表明:微粒的导电性对复合镀层的形貌、相结构和显微硬度均有一定影响,但对耐磨性的影响不明显;添加惰性微粒有利于获得形貌良好、结构致密、显微硬度较高的复合镀层。     

脉冲电沉积纳米镍-碳化硅复合镀层的性能

分别采用直流(DC)和换向脉冲电流(PRC)电沉积法制得纳米Ni-SiC复合镀层。采用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪对比研究了纯Ni镀层和Ni-SiC复合镀层的微观结构、宏观残余应力、表面形貌及成分。用浸泡法研究了不同镀层在3.5%(质量分数)NaCl和10%(体积分数)H2SO4溶液中的腐蚀行为。结果表明,脉冲电沉积能改变镀层的微观结构,有效提高镀层硬度,降低宏观残余应力。脉冲电沉积所得到的纯Ni镀层和纳米Ni-SiC复合镀层在3.5%NaCl及10%H2SO4溶液中的耐蚀性均优于直流镀层。脉冲镀层在3.5%NaCl溶液中受腐蚀很轻,主要腐蚀形态为点蚀,而在10%H2SO4溶液中,SiC粒子作为增强相使镀层的耐腐蚀性进一步提高。     

预处理工艺对钛合金电镀镍-磷合金的影响

采用不同工艺预处理(包括活化、活化+化学预镀镍和阳极氧化)TC4钛合金后再电镀Ni–P合金,对比了所得Ni–P合金镀层的表面粗糙度、显微硬度、微观形貌和结合力。"活化+预镀镍"预处理工艺(即砂纸打磨→除油→粗化→酸洗→活化→蒸馏水洗涤→化学预镀镍→蒸馏水洗涤)效果最好,所得Ni–P合金镀层平整、致密,厚度分布均匀,结合力好,显微硬度为625 HV,表面粗糙度为0.626μm。     

超声波功率对Cu-SiO_2复合镀层形貌与性能的影响

采用超声波辅助电沉积工艺制备Cu-SiO_2复合镀层,借助扫描电镜、粗糙度仪、显微硬度计和摩擦磨损试验机,研究超声波功率对复合镀层形貌、显微硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明,较低功率(0~160 W)超声波起不到改善和提高复合镀层形貌与性能的效果,较高功率(240~400 W)超声波能够明显改善复合镀层的形貌平整性和致密性,并且提高性能;超声波功率过高,反而使复合镀层形貌变差,性能下降。超声波功率为400 W时,复合镀层呈颗粒状形貌,表面粗糙度仅为0.42μm,显微硬度达到166.8 HV,磨损质量损失率为1.07 mg/min,表现出良好的摩擦磨损性能。     

超声波功率对Ni-Co/ZrO2复合电沉积的影响及电化学研究

在氨基磺酸盐电解质溶液中,采用超声波辅助电沉积的方法,于纯铜板表面制备了Ni-Co/ZrO_2复合镀层。研究了超声波功率对Ni-Co/ZrO_2复合镀层的表面形貌、相结构、显微硬度及耐蚀性的影响。结果表明:超声波功率直接影响复合镀层中纳米微粒的复合量,从而影响复合镀层的结构和性能。超声波功率为240 W时所得复合镀层的显微硬度最高,纳米微粒的复合量最大,耐蚀性最强。同时,超声波功率为240 W时引起的阴极极化最大,有利于纳米微粒与基质金属的共沉积。     

镀液中二硫化钼添加量对镍-二硫化钼复合电镀层耐磨性的影响

以MoS_2作为增强相添加到由240 g/L NiSO_4·6H_2O、45 g/L NiCl_2·6H_2O、30 g/L H_3BO_3、20 g/L Na_2SO_4和0.2 g/L十六烷基三甲基溴化铵组成的镀液中,在45钢表面电沉积得到Ni–MoS_2复合镀层。采用扫描电镜、X射线衍射仪和摩擦磨损试验仪考察了MoS_2添加量对Ni–MoS_2复合镀层的表面形貌、相结构和耐磨性的影响。随着MoS_2添加量的增大,Ni–MoS_2复合镀层表面凸起的胞状结构增多,显微硬度先增大后减小,摩擦因数降低。当MoS_2的添加量为2 g/L时,所得Ni–MoS_2复合镀层的显微硬度为860.5 HV,耐磨性较佳。     

超声辅助换向脉冲喷射电沉积钴–碳化铬复合镀层

采用超声辅助换向脉冲喷射电沉积技术在45钢表面制备了Co–Cr_3C_2复合镀层。研究了超声功率和超声间歇时间对Co–Cr_3C_2复合镀层的Cr_3C_2颗粒质量分数、微观形貌、显微硬度、表面粗糙度和耐磨性的影响。超声波的加载极大地改善了复合镀层的组织结构和性能。超声功率为36 W、超声间歇为8 s时,Co–Cr_3C_2复合镀层的表面粗糙度最低,均匀致密,鲜有孔隙,Cr_3C_2颗粒在镀层中的质量分数达到26.85%并均匀地分布在钴基质中,其显微硬度高达695 HV,摩擦因数仅为0.12。该复合镀层在800℃时仍有很好的热稳定性。当热处理温度高于500℃时,复合镀层的显微硬度明显高于硬铬镀层。     

电镀参数对电镀镍层性能的影响

采用脉冲电流方法制备电镀镍层,并利用扫描电镜、光学轮廓仪、硬度计等测试方法研究了电镀参数中的溶液温度和pH对电镀镍层的表面形貌、粗糙度、显微硬度和SiC/Ni刻蚀选择比的影响。结果表明:当镀液温度在45~60℃时,镀镍层表面形貌变化不大,但是随着镀液温度的升高和镀液pH的增大,粗糙度呈先减小后增大的趋势,显微硬度和SiC/Ni刻蚀选择比均呈先增大后减小的趋势。电镀液温度为55℃,pH在4.0~4.4时,可获得具有良好的质量、显微硬度且SiC/Ni刻蚀选择比的镍镀层。     

镍–二氧化锆复合电沉积工艺优化及其对钢表面的毛化效果

在钢试片上复合电沉积Ni–ZrO_2,使微米级的ZrO_2颗粒镶嵌在镍镀层中而形成具有一定粗糙度的表面。通过正交试验研究了NiSO_4·6H_2O、ZrO_2和十二烷基硫酸钠(SDS)添加量,电流密度和温度对Ni–ZrO_2复合镀层耐蚀性、显微硬度和粗糙度的影响。结果表明,电流密度对镀层耐蚀性的影响最大,温度对镀层粗糙度的影响最大。综合考虑Ni–ZrO_2复合镀层的显微硬度、耐蚀性和粗糙度3个指标,得到复合电沉积Ni–ZrO_2的最优工艺为:NiSO_4·6H_2O 280 g/L,NiC_(12)·6H_2O 30~60 g/L,H_3BO_3 30~40 g/L,ZrO_2 30 g/L,SDS 120 mg/L,1,4-丁炔二醇和糖精适量,电流密度3 A/dm2,温度45°C。在最优工艺条件下,Ni–ZrO_2复合镀层的耐蚀性最好,显微硬度为587.3 HV,粗糙度为14.327 4μm,比钢试片高一个数量级左右。     

脉冲频率对Ni/WC-Co纳米复合镀层性能的影响

采用电沉积法制备Ni/WC-Co纳米复合镀层。表征了Ni/WC-Co纳米复合镀层的表面形貌和结构,并测试了其硬度和耐蚀性。结果表明:随着脉冲频率的增大,Ni/WC-Co纳米复合镀层的平均晶粒尺寸减小,表面形貌更加均匀、细致,硬度提高,耐蚀性明显增强。     

电泳–电沉积制备镍–钴–氧化铝纳米复合镀层及其性能

先采用电泳沉积工艺在紫铜表面均匀沉积粒径为20 nm的Al2O3薄膜,然后通过电沉积在Al2O3沉积层表面得到Ni–Co合金,最终得到具有较高Al2O3含量的Ni–Co–Al2O3纳米复合镀层。采用扫描电镜和能谱仪分析了复合镀层的微观形貌和组成,并研究了镀层中Al2O3含量对镀层显微硬度和耐磨性的影响。结果表明,通过改变电泳沉积时间可制得Al2O3含量不同的Ni–Co–Al2O3复合镀层。Ni–Co–Al2O3复合镀层的综合性能优于Ni–Co合金镀层和Ni–Al2O3复合镀层。当复合镀层中纳米Al2O3粒子的体积分数约为30%(电泳沉积时间120 s)时,镀层组织致密,显微硬度较高,耐磨性最佳。     

交变磁场下脉冲电沉积镍-钴纳米合金镀层

在脉冲电沉积镍-钴纳米合金镀层的过程中引入与电场方向垂直的外加交变磁场。采用扫描电镜和X射线衍射仪观察并分析镀层的表面形貌和微观结构,并用显微硬度计测试镀层的显微硬度。结果表明:外加交变磁场的引入可使镀层晶粒细化,镀层表面平整、致密,镀层的显微硬度呈先增大后减小的趋势。     

微珠柔性受压辅助磨电铸镍工艺

在柔性支撑下使硬质粒子对旋转阴极电铸层表面进行摩擦和碰撞，以提高电铸层的表面品质和机械性能。对比了传统电铸层和微珠柔性受压辅助磨电铸层的外观、微观组织结构和显微硬度。结果表明，微珠柔性受压辅助磨电铸所得Ni电铸层表面平整光亮，表面粗糙度Ra为0.057μm，显微硬度为398.7 HV，平均晶粒尺寸为23.7 nm。与传统电铸层相比，微珠柔性受压辅助磨电铸表面粗糙度更低，显微硬度更高，微观形貌更细致。