不同方式电沉积纳米TiN/Ni复合镀层的组织和耐磨损性能

采用直流电沉积、脉冲电沉积和超声-脉冲电沉积三种方式在45钢表面制备了纳米TiN/Ni复合镀层,分析了复合镀层的组织、显微硬度以及镀层中TiN的含量,并对复合镀层的耐磨损性能进行了研究。结果表明:直流电沉积复合镀层的晶粒最粗大,超声-脉冲电沉积复合镀层的晶粒尺寸最细小;直流电沉积复合镀层、脉冲电沉积复合镀层和超声-脉冲电沉积复合镀层的显微硬度以及镀层中TiN的含量依次增大;超声-脉冲电沉积复合镀层具有最佳的耐磨损性能,其磨损量为直流电沉积复合镀层的46%,显微硬度为604.72HV,镀层中TiN的质量分数为2.27%。     

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。     

脉冲电沉积制备的纳米晶钴-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。     

电流密度对氨基磺酸盐镀液电沉积纳米TiN/Ni复合镀层性能的影响

以添加有纳米TiN颗粒的氨基磺酸盐镀液为基础镀液,采用超声-脉冲电沉积的方法在45钢表面制备了纳米TiN/Ni复合镀层,分析了电流密度对其微观形貌、显微硬度以及表面TiN含量及分布的影响。结果表明:当电流密度在2~5A·dm~(-2)时,复合镀层结构致密且厚度均匀,其厚度随电流密度的增大而增加;随着电流密度的增大,复合镀层表面晶粒先细化后长大,显微硬度先提高后降低,当电流密度为4A·dm~(-2)时,镀层表面平整,表面和截面硬度均达到最大,分别为677,763HV;复合镀层表面TiN的含量随电流密度的增大先增加后减少,当电流密度为4A·dm~(-2)时,其含量最高且分散均匀。     

辉光合成TiN/TiB2复合渗镀层摩擦性能的研究

利用等离子尖端放电、空心阴极效应和反应气相沉积技术，在碳钢表面形成具有扩散层和沉积层的TiN渗镀层，然后在此渗镀层表面沉积（PVD法）TiB2薄膜，形成TiN／TiB2复合渗镀层。并且将其与在碳钢基体表面直接沉积（PVD法）TiB2薄膜进行表面形貌、硬度、摩擦磨损性能对比。结果表明：TiN／TiB2复合渗镀层厚度可达十几微米，成分和硬度呈梯度分布，与基体是冶金结合，结合力好，无剥落现象。表面是均匀、致密、细小的胞状组织。表面平均硬度HV 2600，平均摩擦因数小，耐磨性好。     

TiN复合渗镀层摩擦磨损性能的研究

介绍了一种同时利用等离子尖端放电、空心阴极效应和反应气相沉积技术,在碳钢表面形成具有扩散层和沉积层的TiN复合渗镀层新工艺技术。对TiN复合渗镀层、TiN复合渗镀层+TiN薄膜(PVD法)以及在碳钢基体表面直接沉积TiN薄膜(PVD法)这三种工艺试样的表面形貌、硬度、摩擦磨损进行了对比研究。结果表明TiN复合渗镀层+TiN薄膜,其表面形貌是较为均匀、致密、细小的胞状物组织,平均硬度达到2500HV左右,磨损曲线最平稳、平均摩擦系数最小,耐磨性比较好。复合渗镀层厚度可达十几微米以上,并且成分、硬度、结构均呈梯度分布,与基体是冶金结合,结合力非常好,所以其磨痕最浅。     

纳米TiN合金镀层的摩擦性能研究

应用化学沉积技术在同步器表面沉积一层纳米TiN合金镀层,摩擦试验表明,纳米TiN合金镀层与钢的摩擦因数大于钢与钢的摩擦因数,且随着压力的增大而增大。通过原子力显微镜分析发现,纳米TiN颗粒均匀地弥散分布在镀层合金的晶胞中,形成了金属合金陶瓷镀层,使晶胞表面的粗糙度增大,而且镀层中无数的硬点,对钢有犁削作用,因而随着压力的加大犁削作用也加强。     

脉冲电沉积RE-Ni-W-P-SiC复合镀层工艺

研究了RE-Ni-W-P-SiC复合镀层的脉冲电沉积工艺。结果表明：RE-Ni-W-P-SiC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，耐蚀性优于1Crl8Ni9Ti不锈钢；脉冲频率和占空比对镀层的沉积速率、镀层成分以及镀层的性能都有很大影响。脉冲镀层比直流镀层的结晶更细密，表面更光滑平整。稀土的加入有利于细化晶粒。     

纳米复合镍电镀层的摩擦学性能

采用纳米复合电沉积方法制备了纯镍、Ni-纳米CeO_2、Ni-纳米ZrO_2和Ni-纳米(CeO_2-ZrO_2)四种镍电镀层,研究了不同镀层的显微硬度及摩擦磨损性能,并用扫描电子显微镜分析了其磨损机理。结果表明:在干摩擦条件下,镀层中纳米颗粒含量相同时,上述四种镀层的显微硬度依次升高,摩擦因数依次降低,并且波动范围变小;磨损率也是依次降低;纯镍镀层呈现严重的粘着磨损特征,Ni-纳米CeO_2镀层表现为严重的磨粒磨损和粘着磨损,Ni-纳米ZrO_2镀层的磨损特征为粘着磨损;而Ni-纳米(CeO_2-ZrO_2)镀层的磨损形式以轻微磨粒磨损和粘着磨损为主。     

喷射纳米Al2O3增强镍基复合镀层的摩擦行为研究

采用摩擦喷射电沉积工艺制备了纳米Al2O3镍基复合镀层，观察了镀层的表面形貌，测试了镀层的显微硬度，并考察了镀层在不同载荷下的摩擦行为，并初步探讨了其磨损机制。结果表明：当纳米Al2O3质量浓度为50g/L时，获得的复合镀层表面平整、晶粒细小、组织致密；显微硬度达到最高，较纯镍镀层提高了39％；在500N、油润滑条件下复合镀层耐磨性提高了30．4％。复合镀层的磨损机制主要是磨粒磨损，而纯镍镀层主要是粘着磨损和磨粒磨损。     

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。     

TiN、CrN的环境摩擦磨损对比研究

采用直流叠加脉冲偏压电弧离子镀技术在45钢表面沉积了TiN、CrN薄膜。用显微硬度计测试了薄膜的硬度,用划痕仪测量了薄膜的膜基结合力,用球-盘式摩擦磨损试验机评价了不同介质条件下（干摩擦、水润滑、油润滑）TiN、CrN薄膜的摩擦学特性,用表面轮廓仪测试了薄膜磨痕处的磨损轮廓,用扫描电镜（SEM）观察了薄膜磨痕形貌。结果表明,相对于干摩擦条件下,在水润滑和油润滑条件下TiN和CrN薄膜的摩擦因数和磨痕深度都有所降低。在相同的介质条件下,CrN薄膜的摩擦因数和磨痕深度始终小于TiN薄膜。     

电沉积Cu-W电接触材料复合镀层性能的研究

本文是在纯铜表面利用复合电沉积的方法,形成Cu-W复合镀层,并对复合镀层表面显微形貌、显微硬度和电性能进行研究。结果表明:Cu-W复合镀层具有合适的硬度、稳定且较低的接触电阻及电接触寿命高等特点。     

超声-电沉积纳米Ni-TiN复合镀层及其表征

采用超声-电沉积法制备了纳米Ni-TiN复合镀层。通过实验分析，确定出制备纳米Ni-TiN复合镀层的最佳工艺参数，利用扫描电镜(SEM)和高分辨电子显微镜(HREM)观察复合镀层的表面形貌和显微组织。结果表明：镍晶粒和TiN颗粒都是以纳米数量级尺寸的形式存在于该复合镀层中。     

脉冲偏压对PECVD制备DLC薄膜的结构及性能的影响

在不锈钢基材表面利用等离子体增强化学气相沉积技术(PECVD)改变脉冲偏压制备不同结构类金刚石薄膜(DLC)。分别采用表面轮廓仪、扫描电镜、拉曼光谱及电子探针分析薄膜的表面粗糙度、断面形貌、薄膜结构及成分,采用纳米压痕仪及划痕仪测试薄膜的纳米硬度、弹性模量和膜基结合力,采用球盘摩擦试验机测试薄膜在大气环境中的摩擦学性能。结果表明:脉冲偏压显著影响PECVD制备的DLC薄膜的表面粗糙度、微观形貌、膜基结合力、纳米硬度及摩擦学性能;随偏压的增大,DLC薄膜的表面粗糙度,摩擦因数及磨损量都先减小后增大,而膜基结合力则先增大后减小。其中2.0 k V偏压制备的DLC薄膜具有最强的膜基结合力,而1.6 k V偏压制备的DLC薄膜具有最低的表面粗糙度、最高的硬度和最优的减摩耐磨性能。     

不同铁含量镍-铁合金镀层的摩擦磨损性能

采用电沉积方法在LY12CZ铝合金表面制备了不同铁含量的镍-铁合金镀层,研究了铁含量对合金镀层硬度和摩擦磨损性能的影响;并根据镀层的磨损形貌探讨了其磨损机理。结果表明:当铁含量低于12.63%(原子分数,下同)时,随着铁含量增加,镀层的硬度增加,摩擦因数减小,耐磨性能提高;当铁含量为由12.63%增至23.59%时,镀层的摩擦因数略有增加,硬度和耐磨性能有所降低;镍镀层的主要磨损机理为显微推碾,随着铁含量的增加,镍-铁合金镀层的磨损机理由显微推碾转变为显微切削。     

脉冲参数对Cu-Sn-PTFE镀层结构和摩擦学性能的影响

采用脉冲电沉积的方法,在焦磷酸盐电解液中制备Cu-Sn-PTFE复合镀层,研究电流密度、脉冲频率、占空比等对镀层组织结构、成分、硬度及摩擦学性能的影响。结果表明,随电流密度和脉冲占空比的减小,复合镀层表面变得细腻,硬度逐渐增加;而随着脉冲频率的增大,镀层的摩擦因数有下降的趋势;复合镀层中的氟元素含量越高,镀层硬度越低,而镀层中的PTFE颗粒在摩擦过程中使得镀层具有优异的自润滑性能。在电流密度为2.5 A/dm~2、频率3 000 Hz、占空比60%的脉冲参数组合下,复合镀层的组织均匀,PTFE含量高,摩擦学性能也最优异。     

喷射电沉积纳米晶镍机理及工艺研究

采用极化曲线、循环伏安法研究了喷射电沉积制备纳米晶镍的阴极极化行为及其机理。并根据电化学测试结果,选取一定范围内的电流密度,利用扫描喷射电沉积在45钢基体表面制备了纳米镍涂层。用扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度计研究了电流密度对镍涂层表面形貌、微观组织结构、晶粒尺寸及表面显微硬度的影响,并进行了耐磨性试验。结果表明,喷射电沉积可以显著提高镍沉积的极限电流密度,并在高的过电位下促进晶体的形核,有利于获得纳米晶镍镀层;随着电流密度的增大,纳米晶镍的平均晶粒尺寸先变小再变大,当电流密度为130A/dm2时涂层最致密,平均晶粒尺寸最小,表面显微硬度也最高;经过喷射电沉积后,试样耐磨性能有了较大的提高。     

纳米TiN粒子对TiN-Ni合金镀层机械性能的影响

应用化学沉积技术在汽车变速器行星齿轮轴上沉积一层纳米TiN-Ni合金镀层,试验表明纳米TiN粒子提高了TiN-Ni合金镀层的硬度、耐磨性和耐腐蚀性,摩擦系数也有增大。纳米TiN粒子均匀地弥散分布在TiN-Ni镀层合金的晶胞中,形成了金属合金陶瓷镀层,镀层组织致密而坚硬,且镀层中有无数个硬点,起到强化TiN-Ni合金镀层机械性能的作用。     

Fe-W-Al2O3纳米复合镀层的结构及其耐磨性

利用复合电沉积工艺制备了Fe-W-Al2Q3纳米复合镀层，采用扫描电镜及附带的能谱仪、X射线衍射仪和显微硬度计等研究了复合镀层的表面形貌、成分、结构、显微硬度和耐磨性能。结果表明：Fe-W-Al2O3纳米复合镀层仍呈非晶态，Al2O3纳米粒子在复合镀层中分布均匀，镀层组织致密；Al2O3纳米粒子的添加提高了复合镀层的显微硬度，室温下该复合镀层的耐磨性是Fe-W合金镀层的2倍，并且有效减轻了镀层的内应力，避免了镀层裂纹的出现。