Ni-P-纳米金刚石化学复合镀新技术研究

在Ni-P-化学复合镀工艺的基础上,探索加入纳米金刚石粒子作为硬质点的Ni-P-纳米金刚石共沉积复合镀新工艺技术.进行Ni-P-纳米金刚石非晶态复合镀层的晶化转变过程、及其硬度和耐磨性等的研究,并与Ni-P化学镀层、Ni-P-微米金刚石复合镀层的性能进行比较.结果表明,Ni-P-纳米金刚石共沉积复合镀中,最佳的金刚石添加量为12g/l.复合镀层为非晶态,300℃时镀层开始晶化.随时效温度升高,镀层的显微硬度逐渐升高,到400℃达到峰值,而后因弥散相聚集长大粗化导致硬度下降,复合镀层的耐磨性也随着硬度的变化而变化.     

电沉积参数对镍-纳米金刚石复合镀层性能的影响

目前有关纳米复合镀层电沉积的研究还不够深入、系统。以瓦特镀镍液为基础,在Q235A钢基体上制备镍-纳米金刚石复合镀层,研究了纳米金刚石浓度、搅拌速度对镍-纳米金刚石复合镀层性能的影响规律。在测试纳米金刚石复合镀液中镍的还原行为时发现,随着纳米金刚石浓度的升高,镍离子的极化程度呈现先升高后下降的趋势,镀液中纳米金刚石浓度为8.0 g/L时极化程度最大,同等条件下直流电沉积制备的复合镀层硬度、弹性模量分别为4.66 GPa和195.2 GPa,而双脉冲电沉积制备的镀层硬度和弹性模量分别达到5.23 GPa和197.4 GPa。     

海外文献速递

电　镀2 0 0 2 0 90 1　显微工程中镍与硬纳米粒子复合层的电沉积———ＰｅｔｒｏｖａＭ .Ｇａｌｖａｎｏｔｅｃｈｎｉｋ ,2 0 0 1,92 (5 ) :136 6 (德文 )电镀镍硬纳米粒子复合层使用的镀液为氨基磺酸镍槽 ,第二相包括碳化硅、金刚石、氧化钛、氧化锆。详细介绍了工艺过程 ,ＳＥＭ观察了镀层的表面形貌 ,测定了每种复合镀层的显微硬度 ,其中含金刚石粒子的显微硬度最高。2 0 0 2 0 90 2　纳米金刚石与铬的共沉积———ＭａｎｄｉｃｈＮＶ .ＭｅｔａｌＦｉｎｉｓｈｉｎｇ ,2 0 0 1,99(6 ) :117(英文 )介绍了 3种电镀铬复合层的铬槽 :Ｓａｒ…     

纳米Ni-Si3N4-x复合镀层的超声电沉积机理及工艺研究

通过超声电沉积法制备纳米Ni-Si3N4-x复合层,研究超声电沉积纳米复合镀层的机理及工艺.在试验的基础上,主要研究了超声波的机械扰动效应、空化效应及脉冲电流对抑制纳米粒子团聚、控制晶粒成核及生长的作用.结果表明,适度功率超声波的引入,可以抑制镀液中纳米粒子的团聚,与高频、窄脉宽脉冲电流作用相结合,可以提高镀液扩散传质效率,加速纳米粒子与基质金属离子共沉积,使纳米陶瓷粒子均匀分散在镀层中,促进基质金属晶体形核并控制其生长,起到细晶强化的作用.获得了由纳米镍晶(20～60 nm)和纳米Si3N4-x粒子构成的纳米复合镀层.     

Ni-纳米PTFE复合电喷镀层结构及摩擦磨损性能研究

采用电喷镀技术制备了Ni-纳米PTFE复合镀层,对镀层的摩擦磨损性能进行了研究.采用扫描电子显微镜(SEM)、电子探针微区成分分析仪(EPM)、红外光谱等方法分析了纳米PTFE在复合镀层中的存在形式和镀层表面形貌.结果表明,复合镀层表面晶粒细小均匀、结合紧密.随着纳米粒子含量的增加,镀层的耐磨性提高,摩擦系数降低.     

Ni-P/Ag纳米复合化学镀层的耐磨损性能

Ni-P/非金属纳米化学镀溶液中纳米粒子容易团聚,镀液难以保持稳定性.在化学镀Ni-P溶液中添加纳米银粒子,在钢铁基体上制备了Ni-P/Ag纳米复合镀层.用显微硬度计、金相显微镜等技术分析了镀层的厚度、硬度和表面形貌,用磨损试验机研究了镀层的耐磨损性能.结果表明:银纳米粒子在镀液中的含量为1.0×10-7mol/,L,银纳米粒子加快了镀层的沉积速度,使纳米复合镀层厚度增加;在相同的施镀条件下,Ni-P/Ag纳米复合镀层比Ni-P镀层具有更高的硬度和更好的耐磨损性能.     

电沉积Ag/纳米金刚石复合镀层及其性能

采用复合电沉积制备了Ag/纳米金刚石复合镀层,研究了沉积条件对镀层组成的影响,所得最佳沉积条件为阴极电流密度jk=8mA/cm2、搅拌速度n=400r/min和镀液中纳米金刚石粉体浓度为10g/L。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和能谱分析(EDS)表征了Ag/纳米金刚石复合镀层的表面形貌、组成和结构。结果表明,复合镀层具有复相结构,金刚石颗粒在镀层中分布较均匀,质量含量最高达到9wt%。显微硬度和电阻测试表明,随着Ag/纳米金刚石复合镀层中金刚石含量增加,复合镀层显微硬度显著增大;电阻率呈增加趋势。在5.0wt%Na2SO4溶液的Tafel实验说明,Ag/纳米金刚石复合镀层比Ag镀层具有更好的耐腐蚀能力。Ag/纳米金刚石复合镀层具有较好的结合力,外观呈亚光银。     

纳米Ni-SiC非晶态复合镀层的制备工艺及性能研究

采用超声-电沉积法,在45钢表面制备纳米Ni-SiC非晶态复合镀层.研究镀液中纳米SiC粒子的悬浮量、超声功率和电沉积条件对复合镀层的影响.利用扫描电镜、电子探针、显微硬度计和摩擦磨损试验机等对复合镀层的形貌、组织结构及性能进行分析研究.结果表明,采用适当的超声-电沉积工艺(SiC粒子的悬浮量4 g/L,超声功率200 W),可以制备性能较好的纳米Ni-SiC复合镀层,其磨损量约为镍镀层的1/5,显微硬度是镍镀层的3倍左右.     

铬-纳米金刚石复合镀影响因素的研究

在对市售纳米金刚石进行适当的机械化学改性、分散及分级,制得粒度分布在150nm 以内、浓度可调、分散稳定、不含污染镀液成分的复合镀用纳米金刚石悬浮液的基础上,研究了工艺条件、纳米金刚石粒度和表面状态、镀液中添加表面活性剂对铬-纳米金刚石复合镀镀层性能的影响。结果表明,常规硬铬电镀工艺同样适合于铬-纳米金刚石复合镀;纳米金刚石团聚体解聚、粒度分布均匀和在镀液中稳定分散是得到高性能镀层的前提条件;颗粒能否在阴极粘附足够长的时间形成强吸附是颗粒沉积的关键,标准镀液中加入纳米金刚石镀层显微硬度反而降低,添加表面活性剂镀液中的复合镀层晶粒明显细化、显微硬度提高可达35%。     

Cr颗粒含量对Ni-Cr纳米复合镀层组织结构的影响

使用Ni与纳米Cr颗粒共沉积方法制备Ni-Cr纳米复合镀层,研究了镀液中Cr颗粒浓度、搅拌强度和阴极电流密度等工艺参数对镀层中沉积Cr量的影响.结果表明:镀层中纳米Cr颗粒的复合改变了电沉积Ni的生长方向,Ni晶粒由原来沿(200)晶面取向生长,转变为沿(200)、(111)和(220)晶面均匀生长.镀层中Cr复合量越多,Ni晶粒的形核位置越多,Ni晶粒越细化.也探讨了Ni-Cr纳米复合镀的沉积机理.     

纳米SiC-MoS2/Ni基复合电刷镀层组织与耐磨性能

通过对纳米SiC颗粒进行表面修饰处理,采用电刷镀技术制备纳米SiC-MoS2/Ni基复合刷镀层,分析探讨了纳米SiC和MoS2的含量对镀层形貌和耐磨性能的影响。结果表明,镀液中加入经表面修饰的纳米SiC颗粒可以提高镀层硬度,同时在干滑动磨损试验条件下,纳米SiC-MoS2复合刷镀层具有良好的耐磨减摩性能。     

n-Al2O3P/Ni复合刷镀层的组织和摩擦磨损特性

研究了镍基纳米Al2O3复合电刷镀层（n-Al2O3^p/Ni）的组织特征及擦磨损特性，并与快镍刷镀（Ni)进行了比较。结果表明：n-Al2O3^p/Ni复合刷镀层表面粗糙度更小，组织更致密，镀层摩擦系数随镀液中纳米粒子含量增加稍有增大；n-Al2O3在复合刷镀层中弥散分布，与基相良好结合；复合镀的耐磨性能明显优于Ni刷镀层，镀液中n-Al2O3含量为20g/L时，复合刷镀层具有最佳耐磨性能。     

快速电沉积法制备镍基金刚石复合镀层EI北大核心CSCD

为解决镍基金刚石复合电沉积过程中普遍存在镀层沉积速率慢、镀层内应力大的问题,本工作以新型高速Ni镀液为基础,考查了镀液中去应力添加剂含量、工艺参数,以及金刚石含量对镀层内应力影响的规律,并对复合镀层的微观形貌进行了表征。优选出了可以在30A/dm2的高阴极电流密度下快速电沉积低应力镍基金刚石复合镀层的镀液组成及工艺条件。结果表明：当镀液组成为十二烷基硫酸钠0.5g/L,乙酸铵3g/L,柠檬酸三钠1.5g/L,金刚石微粒浓度30g/L;施镀条件为pH值3~4,温度50℃时,制得的复合镀层内应力最低。     

n-Al2O3/Ni复合电刷镀层的接触疲劳行为

为研究纳米颗粒复合电刷镀层的接触疲劳行为,通过在镍盐溶液中加入纳米氧化铝(n-Al2O3)颗粒,采用电刷镀技术制备了含n-Al2O3颗粒的镍基复合镀层(n-Al2O3/Ni),采用接触疲劳试验机评价了镀态和热处理态的n-Al2O3/Ni复合镀层的抗接触疲劳性能,并与纯镍刷镀层进行了性能对比.借助SEM和TEM对复合刷镀层的组织进行了分析,探讨了复合刷镀层的接触疲劳失效过程以及纳米颗粒等对刷镀层疲劳失效过程的影响.研究表明:n-Al2O3/Ni复合镀层在镀态下的接触疲劳寿命超过100万周次,明显高于纯镍镀层;退火后n-Al2O3/Ni复合镀层接触疲劳寿命为45.9万次,为纯镍镀层的1.62倍;复合镀层的接触疲劳失效过程分为裂纹萌生、裂纹扩展和镀层断裂3个阶段;纳米颗粒在复合镀层接触疲劳失效过程中起到阻碍位错滑移的作用,从而抑制塑性变形和裂纹扩展,使复合镀层具有较高的接触疲劳寿命.     

纳米TiC颗粒对Ni-TiC复合镀层组织与性能的影响

采用双脉冲复合电镀技术,在瓦特型镀液中,制备含微-纳米TiC颗粒的Ni基复合镀层。研究镀液中纳米TiC添加量对复合镀层微观形貌、组织结构、硬度、摩擦和抗氧化性能的影响。结果表明:镀液中添加纳米TiC后,Ni-TiC复合镀层表面出现团聚、致密度降低,复合镀层的组织为Ni和TiC;随镀液中纳米TiC添加量的增加,复合镀层的显微硬度呈先增后降的趋势,而摩擦因数则先降后升;当纳米TiC颗粒添加量为6.0g/L时,复合镀层显微硬度最大,为445HV,摩擦因数较小,为0.22,磨损机制以磨料磨损为主;在900℃,100h氧化条件下抗氧化性能最佳,氧化增重为6.828mg/cm~2,为微米复合镀层的0.5倍。     

激光熔覆微-纳米碳化钨复合涂层结构与性能研究

以微米和纳米级晶粒Co包碳化钨为增强相,自熔合金粉末Ni60B为粘结剂,采用激光熔覆的方法在45钢表面制备出微-纳米碳化钨增强Ni基合金复合涂层.采用扫描电镜、X射线衍射等手段对粉末和涂层的相结构、显微组织等进行了分析观察,采用显微硬度计分析了涂层表面硬度随成分的变化规律和截面硬度的分布曲线.结果表明,纳米碳化钨粉末的添加有助于改善涂层的熔覆性能和提高涂层的表面硬度.     

Effect of activators on the properties of nickel coated diamond composite powders

Nickel coated diamond composite powders were fabricated via a newly developed direct electrodeposition technique. The effects of activators on the coating of diamond were firstly investigated and diamond grinding wheels were then prepared from Ni-coated diamond composite powders with different activators. The microstructural characterizations of this composite powders were finally conducted by scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy, and X-ray diffraction, and the mechanical and tribological properties of as-prepared diamond grinding wheels were also measured. There are changes in microstructures and properties of the composite powders with activators. The activator concentration also has an influence on the morphologies and phase structures of the Ni coating on diamond particles.The composite powders with more compact coating of nickel can be prepared by adding 1 g dm~(-3) or more AgNO_3 as an activator to electrodeposit nickel on diamond. The mechanical and tribological properties of diamond grinding wheels were significantly improved when the coating phase structure of Ni crystal grew with(111) plane orientation on the surface of diamond particles. The wheels made from nickel coated diamond composite powders possessed the advantages of easy preparation and outstanding tribological properties. Therefore, Ni coated diamond composite powders exhibit a great potential to be extensively applied in diamond cutting and grinding tools.     

Effect of Rough-Surfaced Diamond Content on the Microstructure,Tribological Behavior,and Corrosion Resistance of Ni/Diamond Composite Coatings

This study fabricates certain Ni/diamond composite coatings using a coelectrodeposition method and then evaluates the effect of diamond content on the morphology, phase structure, microhardness, wear, and corrosion resistance of such coatings, while exploring their tribological and anticorrosion mechanisms. It is demonstrated that the addition of diamond can change the preferred orientation of Ni from (200) to (111), and its texture coefficient value can be boosted from 23.3% to 64.4% with the increase of diamond content. In the experiment, at a diamond content of 3 g L⁻¹, the deposited diamond particles are more and evenly dispersed across the composite, with the microhardness of nickel-based coatings reaching an optimum value of 613 HV. In addition, the coefficient of friction is reduced to a minimum value of 0.627, while the wear rate is kept at only 1.79 × 10⁻⁵ mm³ Nm⁻¹, indicating a high wear resistance. Electrochemical test results demonstrate that the Ni/diamond composite coatings produced at 3 g L⁻¹ create the maximum charge transfer resistance (5429.3 Ω cm²) and the minimum corrosion current density (2.19 μA cm⁻²), features that can deliver the best corrosion resistance.     

纳米镍/炭复合材料的制备与磁性表征

以废弱酸型聚丙烯酸系阳离子交换树脂为炭前驱体,经过与镍离子交换后,再经热解制备纳米镍粒子均匀分散于炭基体的纳米镍/炭(Ni/C)复合材料.以XRD、TEM为主要分析手段研究了热解条件对纳米镍粒子在Ni/C复合材料中的形貌、大小的影响.结果表明:通过热解条件可以控制Ni/C复合材料中纳米镍粒子的平均粒径;热解温度的升高和热解保温时间的增加都可使Ni/C中纳米镍粒径增大.磁性能测试结果表明: Ni/C-500表现为超顺磁特性,而Ni/C-600、Ni/C-700为铁磁性;Ni/C-600、Ni/C-700的比剩磁化强度、矫顽力都要大于微米镍粉与块体镍,但其比饱和磁化强度要小于微米镍粉和块体镍.     

纳米SiC浓度对Ni/纳米MoS_2基复合镀层结构和耐磨性能的影响

采用双脉冲复合电镀技术,在瓦特型镀液中,制备含纳米SiC的Ni/MoS2基复合镀层。研究纳米SiC浓度对复合镀层微观形貌、组织结构、显微硬度和摩擦性能的影响。结果表明:镀液中添加纳米SiC后,Ni/MoS2复合镀层的微观形貌产生明显的变化,随镀液中SiC浓度的增加,复合镀层表面致密度提高;镀液中纳米SiC浓度在1.0~1.5g/L时,组织由Ni+MoS2+SiC组成;纳米SiC为1.5g/L时,显微硬度达到最大,为505HV,摩擦因数为0.28,分别为纯Ni/MoS2的1.6倍和1/2。复合镀层的磨损机制以磨料磨损为主。