电镀铜–氧化铈复合电极及在其电火花加工中的抗电蚀性

以1Cr18Ni9Ti不锈钢板为基体,采用脉冲电镀技术制备了Cu–CeO_2复合电极材料。研究了镀液中纳米CeO_2添加量、阴极平均电流密度、占空比及脉冲频率对Cu–CeO_2复合镀层的CeO_2含量和显微硬度的影响,得到最优镀液组成和工艺条件为:CuSO_4·5H_2O2_40g/L,浓硫酸20g/L,H3BO340g/L,NaCl0.2g/L,十二烷基硫酸钠0.05g/L,CeO_230g/L,温度30°C,阴极平均电流密度10A/dm2,占空比0.3,脉冲频率2000Hz,双向磁力搅拌。在最佳工艺条件下电镀3h所得复合镀层厚度为216μm,CeO_2质量分数为4.32%,显微硬度为371HV。采用该复合镀试样为工具,对1Cr18Ni9Ti不锈钢进行电火花加工(EDM)试验后,其损耗率为2.35%,远远低于纯铜电极作工具时的损耗率(16.80%),表明Cu–CeO_2复合电极的抗电蚀性能优于纯铜电极。     

电火花加工用铜基镍–氧化铝复合电极的制备及性能

以纯铜棒为基体,采用复合电镀技术制备了Ni–Al2O3复合电极。镀液组成和工艺条件为:Ni SO4·6H2O 250~300 g/L,Ni Cl2·6H2O 40~50 g/L,Al2O3 10~60 g/L,H3BO3 35~40 g/L,十二烷基硫酸钠0.05 g/L,p H 3~4,阴极平均电流密度2~6 A/dm2,温度30~70°C,时间3 h。分析了镀液中Al2O3颗粒添加量、温度和阴极电流密度对Ni–Al2O3复合镀层Al2O3含量、均匀性和显微硬度的影响。分别以Ni–Al2O3复合电极和纯铜电极为工具,对W7Mo4Cr4V2Co5高速钢进行电火花加工(EDM)试验。在Al2O3添加量30 g/L、阴极电流密度3 A/dm2、温度50°C的条件下,所得镀层厚度为100μm,Al2O3颗粒体积分数为14.48%,显微硬度为434.72 HV,综合性能最佳。Ni–Al2O3复合电极在EDM试验中的相对质量损耗约为纯铜电极的1/5,抗电蚀性更优。     

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。     

ZrO_2添加量对镍–钴–二氧化锆复合镀层微观结构和性能的影响

在由80 g/L Ni(NH_2SO_3)_2·4H_2O、12 g/L Co(NH_2SO_3)_2·4H_2O和40 g/L H_3BO_3组成的基础镀液中加入ZrO_2纳米粒子(平均直径50 nm),通过超声辅助电沉积法制备了Ni–Co–ZrO_2复合镀层,工艺条件为:pH 4.0,电流密度5 A/dm~2,温度50℃,超声功率240 W,极间距40 mm。研究了ZrO_2添加量对Ni–Co–ZrO_2复合镀层的微观结构、显微硬度、耐磨性和热稳定性的影响。ZrO_2纳米粒子的引入使所得复合镀层的表面更加平整、致密,镀层中Ni–Co合金的固溶体结构未发生变化,只是晶粒的择优取向和生长改变。当镀液中ZrO_2添加量为10 g/L时,所得Ni–Co–ZrO_2复合镀层具有较高的显微硬度以及较好的耐磨性和热稳定性。     

电沉积制备泡沫镍/镍–硫–二氧化钛复合电极及其析氢催化活性

以泡沫镍为基体,利用电沉积法制备Ni–S–TiO_2多孔复合电极,镀液组成和工艺条件为:NiSO_4·6H_2O 180~250 g/L,H_3BO_3 35~40 g/L,硫脲100~150 g/L,TiO_2纳米微粒(粒径约为20 nm)5~20 g/L,表面活性剂0.1 g/L,pH 3.5~4.0,温度45°C,电流密度30 mA/cm~2,机械搅拌速率250~300 r/min,时间30 min。研究了镀液中TiO_2添加量对复合电极析氢活性的影响。采用扫描电镜和X射线衍射仪表征了Ni–S–TiO_2复合电极的表面形貌和晶态结构。利用阴极极化曲线和电化学阻抗谱测试研究不同电极在1 mol/L NaOH溶液中的析氢催化活性,并通过计时电位法研究电极的稳定性。结果表明,Ni–S–TiO_2电极由纳米TiO_2粒子相和非晶态Ni–S相构成,其析氢催化活性和稳定性优于Ni–S电极。     

烧结钕铁硼永磁体复合电镀镍–氧化铈工艺和镀层性能

以烧结NdFeB永磁体为基体,采用复合电沉积法制备了Ni–CeO2复合镀层。镀液组成与工艺条件为:NiSO4250 g/L,NiCl240 g/L,H3BO335 g/L,纳米CeO210 g/L,十二烷基硫酸钠0.05 g/L,温度45°C,电流密度3 A/dm2,时间30 min。对比研究了纯镍镀层和Ni–CeO2复合镀层的表面形貌、结构组成、耐蚀性、结合力、显微硬度等性能。结果表明,与纯镍镀层相比,Ni–CeO2复合镀层结晶更为细致,在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性提高,显微硬度由纯镍镀层的358.7 HV提高至428.3 HV,结合力明显增强。     

电沉积铜–镍–锡–聚四氟乙烯复合镀层及其性能

针对Cu–Ni–Sn合金自润滑性能差的问题,向Cu–Ni–Sn合金镀液中加入聚四氟乙烯(PTFE)乳液,采用电沉积法在45钢表面制备了Cu–Ni–Sn–PTFE复合镀层。镀液组成和工艺条件为:氰化亚铜35 g/L,游离氰化钠10 g/L,锡酸钠10 g/L,氯化镍15 g/L,蛋氨酸20 g/L,甲基磺酸18 g/L,60%PTFE乳液5~15 m L/L,电流密度1 A/dm~2,温度50~60°C,pH 10,时间2 h。考察了镀液PTFE含量对镀层的耐磨性、显微硬度、结合力、PTFE含量以及外观的影响,表征了Cu–Ni–Sn–PTFE复合镀层的形貌、结构和成分。随着镀液PTFE含量的升高,镀层的耐磨性改善,但显微硬度和结合力下降,厚度和PTFE含量则先升后降。镀液中PTFE的最佳添加量为10 m L/L,此添加量下所得Cu–Ni–Sn–PTFE复合镀层的综合性能最佳。     

脉冲电沉积镍–钨–埃洛石纳米管复合镀层及其耐蚀性

在45钢上脉冲电沉积Ni–W–HNTs复合镀层,基础镀液组成和工艺条件为:NiSO_4·6H_2O 15.8 g/L,Na_2WO_4·2H_2O 46.2 g/L,NaBr 15.5 g/L,柠檬酸三钠147.0 g/L,NH4Cl 26.7 g/L,十二烷基硫酸钠(SDS)0.1 g/L,pH=8.5,温度(70±5)°C,时间60 min。研究了镀液HNTs用量、平均电流密度、脉冲频率和占空比对复合镀层HNTs含量和厚度的影响,得到HNTs的最佳用量为10 g/L,最优脉冲参数为:平均电流密度7 A/dm2,脉冲频率800 Hz,占空比70%。该条件下所得Ni–W–HNTs复合镀层结构均匀、致密,表面平整,厚度为34μm,HNTs质量分数为8.72%,在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性优于Ni–W合金镀层。     

复合电刷镀镍–钨–钴–纳米碳化硅及其性能

采用电刷镀工艺在45钢表面制备了Ni-W-Co-n-Sic(纳米碳化硅)复合镀层,镀液组成和工艺条件为:NiSO_4·7H_2O 393 g/L,Na_2WO_4·2H_2O 23 g/L,H_3BO_3 31 g/L,柠檬酸42 g/L,Na_2SO_4 6.5 g/L,CoSO_4·7H_2O 3 g/L,NaF 5g/L,n-SiC 0~30 g/L,温度25~45℃,pH 1.4~2.4,电压5~7 V,镀笔速率0.8 m/s,时间25 min。以Ni-W-Co合金镀层的外观为指标,筛选得到较适合的复合电刷镀电压为6 V。研究了镀液n-SiC含量对镀层的组织结构、显微硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明,镀液中n-SiC含量为15~25 g/L时,可以获得颗粒均匀分布、无微裂纹的Ni-W-Co-n-SiC复合镀层。随镀液中n-SiC含量增大,复合镀层的晶化程度、Ni固溶度和显微硬度均提高,耐磨性改善,但摩擦因数的变化不大。     

电刷镀镍–石墨烯复合镀层的制备及导热性能

采用电刷镀技术在45钢表面制备了镍-石墨烯(GE)复合镀层。镀液配方和工艺条件为:NiSO_4·6H_2O 220 g/L,CH_3COONH_4 40 g/L,(NH_4)_3C_6H_5O_7 45 g/L,GE 0.5 g/L,NH_3·H_2O 100~130 mL/L,十二烷基硫酸钠适量,pH 7.3~7.5,电压+12 V,镀笔速率10~12 m/min,时间5 min。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、拉曼光谱仪、X射线衍射仪(XRD)和激光热导仪表征了Ni–GE复合镀层的微观结构、GE分布和导热性。与纯Ni镀层相比,Ni–GE复合镀层更致密,晶粒尺寸更小。复合电刷镀Ni–GE层的沉积速率(8.4μm/min)低于电刷镀Ni层的沉积速率(10.4μm/min)。Ni–GE复合镀层在25℃与100℃下的热导率较Ni镀层分别提高了11.5%和25.8%,导热性更优。     

镀液中石墨烯含量对镍–磷–石墨烯化学复合镀层耐磨性的影响

将石墨烯(50~250mg/L)加入传统的化学镀Ni–P合金镀液(由30g/LNiSO_4·6H_2O、25g/LNaH_2PO_2·H_2O、15g/L乙酸钠、15g/L柠檬酸钠、25mg/L乳酸和15mg/L醋酸铅组成,pH=4.3~5.1)中,在45钢表面得到Ni–P–石墨烯化学复合镀层。采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析了从不同石墨烯质量浓度的镀液中所得Ni–P–石墨烯复合镀层的表面形貌和结构,采用多功能材料表面性能测试仪考察了复合镀层的耐磨性。结果表明,所得Ni–P–石墨烯化学复合镀层为非晶态结构。当镀液中石墨烯的质量浓度为100mg/L时,Ni–P–石墨烯复合镀层的表面平整、均匀、致密,耐磨性最优。     

电镀时的温度和电流密度对铬–石墨烯复合镀层摩擦磨损行为的影响

以420不锈钢为基材,采用含Cr O_3 180 g/L、硫酸1.8 g/L、Cr~(3+)1.8 g/L、十二烷基苯磺酸钠8 mg/L和多层石墨烯80 mg/L的镀液,在温度40~55°C和电流密度20~50 A/dm2的条件下电镀10 min,得到了铬–石墨烯复合镀层。研究了镀液温度和电流密度对复合镀层显微硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明,当镀液温度为50°C,电流密度为30 A/dm~2时,所得复合镀层表面平整均匀,显微硬度高,摩擦学性能较好。     

硫酸盐镀液中紫铜电沉积Ni-Co/WC复合镀层的工艺条件优化

在硫酸盐镀液中加入纳米WC颗粒,通过电沉积在紫铜表面制备了Ni-Co/WC复合镀层.采用单因素分析法考察了镀液中纳米颗粒浓度、温度、阴极电流密度和搅拌速度对复合镀层硬度的影响,确定了电沉积Ni-Co/WC复合镀层的最佳工艺条件为:镀液中纳米颗粒浓度11 g/L、温度60℃、阴极电流密度5 A/dm2、搅拌速度450 r/min.在最佳工艺条件下电沉积的Ni-Co/WC复合镀层硬度达到467.2 HV,显著高于紫铜的硬度(116.7 HV),也高于对照的Ni-Co合金镀层硬度(416.0 HV).最佳条件下制备的Ni-Co/WC复合镀层能起到表面强化的作用,为解决紫铜硬度较低的问题提供了借鉴.     

复合化学镀镍–磷–多壁碳纳米管层及其摩擦磨损行为

在45钢上制得复合化学镀镍–磷–多壁碳纳米管(MWNTs)镀层,镀液配方及工艺条件为:NiSO_4·6H_2O 30 g/L,NaH_2PO_2·H_2O 25 g/L,乙酸钠15 g/L,柠檬酸钠15 g/L,乳酸25 mg/L,醋酸铅15 mg/L,MWNTs 1 g/L,柠檬酸0.5 g/L,pH 4.5~4.7,温度(85±1)℃,搅拌速率200 r/min,时间2 h。利用扫描电镜、X射线衍射仪分析了复合镀层的表面形貌和结构,并采用多功能材料表面性能测试仪对复合镀层的摩擦磨损行为进行研究。结果表明,Ni–P–MWNTs复合镀层是非晶结构,MWNTs均匀地嵌埋在基质镀层中,使得Ni–P–MWNTs复合镀层的显微硬度和耐摩擦磨损性能得到显著提高。     

电刷镀镍–氧化钇纳米复合镀层的组织与耐蚀性

采用电刷镀工艺制备了Ni–Y2O3纳米复合镀层,镀液组成和工艺条件为:NiSO4·6H2O 230~255 g/L,柠檬酸三钠90~105 g/L,乙酸铵20~30 g/L,Y2O3 15 g/L,表面活性剂0.01 g/L,pH 7.2~7.5,温度20°C,电压12 V,电笔速率100~120 mm/s,时间15 min。分别利用电子显微镜、X射线衍射仪和电化学工作站表征了镀层的表面形貌、微观结构和耐腐蚀性能。结果表明,与快速镍镀层相比,Ni–Y2O3纳米复合镀层更为平整、致密,晶粒相对细小。Ni–Y2O3复合镀层在3.5%NaCl溶液中的自腐蚀电位和腐蚀速率分别为-184.86 mV和0.0596 mm/a,腐蚀后表面只是局部存在轻微的凹坑,因此Ni–Y2O3复合镀层的耐腐蚀性能明显优于快速镍镀层。     

镍基纳米氮化钛复合镀层的超声辅助电沉积

采用超声辅助电沉积法,在45钢上制备了Ni基纳米TiN复合镀层.研究了纳米TiN浓度、阴极电流密度和超声功率对复合镀层耐磨性的影响.通过正交试验优选出了制备Ni基TiN纳米复合镀层的最佳工艺条件:镀液中TiN质量浓度5g/L,阴极电流密度4A/dm2,超声功率200 W,镀液温度50～60℃,pH 4.0～4.5,十二...     

铜-钨复合镀层电沉积工艺及其性能

采用复合电沉积的方法,通过在镀铜液中加入直径为1～3μm的钨颗粒,在纯铜表面制备了铜_钨复合镀层.研究了镀液中钨质量浓度、阴极电流密度.搅拌速率、镀液温度等工艺参数对镀层中钨质量分数的影响,测定了复合镀层的显微硬度和接触电阻.得到了复合电沉积的最优工艺为:钨质量浓度35 g/L,电流密度4 A/dm2,搅拌强度600 r/min,温度5℃.所得铜-钨复合镀层具有合适的显微硬度(98.5～112.0 Hv)、稳定且较低的接触电阻及较长的电接触寿命,可以取代AgCdO触头.     

电刷镀制备镍/钴多层膜的工艺优化

采用单液法电刷镀制备200μm厚的Ni/Co多层膜镀层。镀液配方和工艺为:NiSO_4·7H_2O 250 g/L,CoSO_4·7H_2O 17~50 g/L,H_3BO_3 35 g/L,NaCl 20 g/L,十二烷基硫酸钠0.1~0.5 g/L,pH 2.0~5.0,温度40~60℃。通过单因素试验确定镀液的CoSO_4·7H_2O与NiSO_4·7H_2O的质量浓度比为1∶10,镍、钴单层的沉积电压分别为9.0 V和3.5 V。通过对比不同厚度单层膜的Ni/Co多层膜镀层的表面形貌、元素组成、表面粗糙度、显微硬度和耐磨性能,分析单层膜厚度变化对Ni/Co多层膜镀层性能的影响,最终确定较优单层膜厚度为4μm。所得Ni/Co多层膜镀层的显微硬度为496.8 HV,摩擦因数为0.42,耐磨性最好。     

高碳化硅含量的镍–钨–微米碳化硅复合电镀及其耐蚀性

采用电沉积法在铁片上制备Ni–W–微米SiC复合镀层。研究了微米SiC颗粒用量、pH、电流密度等工艺参数对复合镀层中SiC颗粒含量的影响,得到最优工艺为:NiSO_4·6H_2O 20 g/L,Na_2WO_4·2H_2O 50 g/L,Na_3C_6H_8O_7·2H_2O 50 g/L,微米SiC颗粒20g/L,pH7.0,电流密度2.5 A/dm~2。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪和浸泡腐蚀试验表征了Ni–W–微米SiC复合镀层的晶相结构、表面形貌、元素组成和耐蚀性。采用红外光谱法初步探讨了SiC微米颗粒的沉积机理。结果表明,SiC微米颗粒在复合镀层中的质量分数可高达42.5%,SiC微米颗粒的存在能消除Ni–W合金镀层的裂纹,从而提高镀层对基体的保护能力。镀液中的阴离子可能对SiC微米颗粒的沉积过程有一定的影响。     

电镀镍–钨–磷合金在海上平台输水管道系统中的应用

以海上平台输水管道系统用A106钢为基体电镀Ni–W–P合金。镀液组成和工艺条件为:NiSO_4·6H_2O 100~200 g/L,Na_2WO_4·2H_2O 10~100 g/L,H_3PO_3 10~50 g/L,自制YC-5202添加剂10~40 m L/L,电流密度1~10 A/dm~2,pH 2~8,温度40~80°C。研究了热处理温度对合金镀层微观结构和显微硬度的影响,并表征了合金镀层的微观形貌、结合力、耐中性盐雾腐蚀、耐H_2S腐蚀和抗冲蚀性能。随热处理温度升高,镀层由非晶态转变为晶态,显微硬度先升高后降低。Ni–W–P合金镀层表面平整、致密,结合力良好,经720 h中性盐雾试验后的保护等级为10级,经168 h H2S腐蚀试验后的平均腐蚀速率为0.007 6 mm/a,仅发生轻度腐蚀;在冲蚀试验中的损耗速率为0.656 mg/(h·cm~2),比基材的损耗速率低70%。