Ni-SiC复合镀层组织和性能的研究

在A3钢板上制备了含有微米和纳米 SiC 的两种镍基复合镀层, 利用扫描电镜观察镀层表面显微组织, 利用X射线能谱分析SiC的分布情况, 通过纳米显微力学探针测量镀层微区硬度. 结果表明 : SiC 颗粒在镀层中分布均匀; SiC 颗粒附近复合镀层的硬度是纯镍镀层的 3 倍, 微米 SiC 复合镀层的弹性模量比纯镍镀层提高了近 5 倍, 而纳米 SiC 复合镀层则提高了 15 倍以上, 但随着远离 SiC 镀层硬度和弹性模量都有明显下降; SiC 颗粒的加入能够有效阻止镀层表面发生变形, 纳米 SiC 的作用更明显.     

纳米Cr2O3复合电刷镀镀层性能研究

在快速镍镀液的基础上,通过添加纳米Cr2O3粉末得到了纳米复合镀液,制备了纳米Cr2O3颗粒的镍基复合镀层,通过显微硬度、孔隙率、耐腐蚀与极化曲线、SEM等测试手段,比较了纳米复合镀层与纯镍镀层的性能,结果表明：纳米Cr2O3复合刷镀镍层的截面硬度比纯镍镀层的截面硬度提高8.3%,两种镀层与基体结合良好;纳米Cr2O3复合镀层的表面形貌比纯镍镀层更加细化且耐腐蚀性有所提高。     

电沉积Ni/WC-Co纳米复合镀层制备及腐蚀性能研究

利用直流电沉积方法将WC-Co双纳米颗粒和Ni复合镀于黄铜基体,采用XRD和SEM表征复合镀层相组成和表面形貌,用显微硬度计测定其硬度并用电化学方法评估镀层的耐蚀性.结果表明,与纯Ni镀层相比,纳米复合镀层中Ni平均晶粒尺寸略有降低,约为18 nm;显微硬度提高58%,约为HV 500.在3.5%NaCl溶液中纯Ni镀层自腐蚀电流密度和自腐蚀电位分别为1.467μA/cm2和-0.179 V,纳米复合镀层则分别为8.369μA/cm2和-0.265 V.Ni/WC-Co纳米复合镀层的硬度显著提高,但其耐蚀性降低.     

耐磨Ni-Al2O3复合镀层组成机理及性能研究

在纯铜板上制备Ni-Al2O3 纳米复合镀层,并通过SEM观察了Ni-Al2O3复合镀层的表面形貌结构及微粒分布状态,并对镀层进行X-射线衍射分析和利用HXD-1000显微硬度计测量镀层微区硬度.结果表明Ni-Al2O3复合镀层有完全不同于纯镍镀层的组成结构,Al2O3颗粒的加入能够有效的阻碍镍晶粒的长大,且在颗粒附近复合镀层的硬度比纯镍的硬度成倍地提高.Al2O3颗粒越细小这种作用越明显.     

脉冲电沉积WC-Co-Ni镀层的制备及性能的研究

目的采用脉冲电沉积的方法制备碳化钨-钴-镍(WC-Co-Ni)纳米晶复合镀层。方法通过XRD,SEM,EDS和硬度分析等手段对镀层的结构、表面形貌、元素成分、显微硬度进行测试,最后采用浸泡实验的方法对WC-Co-Ni纳米晶复合镀层和304不锈钢在5% H₂SO₄溶液进行腐蚀速率计算。结果结果表明：当脉冲参数为阴极电流密度5A/dm₂,脉冲占空比50%,脉冲频率2000Hz时,施镀时间2h,制备的WC-Co-Ni复合镀层为纳米晶结构,WC-Co纳米颗粒起到了促进形核作用,晶粒尺寸大多分布在20nm左右;WC-Co纳米颗对镀层起到弥散强化作用,使复合镀层的显微硬度为600HV,高于传统的不锈钢材料(210HV);浸泡试验结果表明,WC-Co-Ni复合镀层的耐蚀性优于304不锈钢,温度由20℃～80℃,复合镀层腐蚀速率变化缓慢,20℃腐蚀速率仅为0.4192mm/a,80℃也低于20mm/a。镀层表面平整、光亮无裂纹.结论镀层由立方晶型的Ni,六方结构的WC和立方晶型的Co组成,WC-Co颗粒均匀弥散在纳米晶Ni镀层内并且镍、钨、碳与钴的原子重量百分比为6:2:1:1。     

Ni-ZrO2纳米复合电镀层的制备及其耐蚀性研究

采用电镀工艺制备了纯镍电镀层和NiZrO2纳米复合电镀层，对纯镍电镀层和NiZrO2纳米复合电镀层分别在10％HCl和10％H2SO4溶液中的耐蚀性进行了对比研究，用SEM对各种电镀层腐蚀后的表面形貌进行了观察.结果表明，在脉冲条件下所制备纳米复合电镀层的耐蚀性明显优于其它电镀层，其原因是电镀层中复合有适量的纳米ZrO2颗粒以及脉冲电沉积工艺本身所致.      

添加超硬纳米微粒复合镀层形成机理及耐磨性

在纯铜板上制备了Ni-SiC 纳米复合镀层，用SEM观察其表面形貌及微粒分布状态，对其沉积机理进行了分析.通过显微硬度实验研究了其耐磨性.同于纯镍镀层；且由于纳米颗粒的加入，      

滚动轴承钢上复合化学镀镍技术的研究

研究了滚动轴承钢表面复合化学镀镍工艺,利用SEM分析了纯镍镀层、复合镀层的表面显微组织和相结构;采用HXZ-100显微硬度计和LY71-XM-200型表面形貌测量仪测试了镀层的硬度、耐磨性能,分析了其磨损机理.结果表明:热处理前镀层的结构是胞状突起,硬度为430.6HV;经热处理后,镀层为单一的纳米金刚石镍复合膜,均匀致密,硬度达到1 807.0HV,耐磨性大大提高;镀层的耐磨性随镀液中金刚石粉含量的不同而发生变化;镀层在19.6N压力下研磨也不会发生脱落,表明其附着力极好,达到滚动轴承的表面性能要求.     

纳米氧化铝粒子对化学镀镍-磷合金晶化行为的影响

通过化学复合镀制备纳米氧化铝粒子增强镍-磷合金复合镀层,并对所得表面纳米复合材料进行透射电镜显微分析(TEM)、扫描电镜显微分析(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、能谱成分分析(EADX)和示差扫描量热分析(DSC).结果表明:纳米粒子在复合镀层中含量较高且分布均匀;所得镀层是中磷非晶态.纳米粒子使得复合镀层晶化温度降低,显微硬度值比镍-磷合金镀层明显提高.在一定条件下热处理,复合镀层晶化,硬度值大幅提高.     

Ni-ZrO2纳米复合电镀工艺研究

采用正交实验法,对铜表面电沉积镍基纳米ZrO2复合镀层的工艺进行了研究,观察了复合镀层的表面及截面形貌,并对其耐磨性能进行了测试分析。所涉及实验条件下的最优工艺为:阴极电流密度4A/dm2,镀液温度60℃,极间距为12cm。采用此最优工艺条件,得到了晶粒细小,表面平整、光滑,显微组织致密、均匀的Ni-ZrO2纳米复合镀层,且复合镀层的显微硬度比纯镍镀层有明显提高。     

超音速火焰喷涂316L不锈钢涂层性能研究

采用超音速火焰喷涂技术(HVOF)在高强钢表面制备了316L不锈钢涂层,利用扫描电镜、显微硬度仪、电化学测试系统等设备对涂层金相组织、硬度、结合性能和抗腐蚀性能等进行了测试,并分析了WC-CoCr中间层对316L不锈钢粉末涂层结合强度及涂层界面的影响。结果表明:超音速火焰喷涂316L不锈钢粉末颗粒在喷涂中变形充分,形成较致密的涂层,并具有超过400 HV0.1的显微硬度;涂层具有较高自腐蚀电位,耐蚀性优于高强钢;涂层结合强度随着涂层厚度的减小、基体硬度的增加而提高;WC-CoCr底层可改善涂层界面结合,从而改善316L不锈钢涂层的结合性能。     

Reactive HVOF sprayed TiN-matrix composite coating and its corrosion and wear resistance properties

TiN-matrix composite coating was prepared on 45# steel by reactive high-velocity oxy-fuel (HVOF) spraying. Its microstructure, phase composition, micro-hardness, corrosion resistance in 3.5% NaCl solution and wear resistance were analyzed. The results suggest that the TiN-matrix composite coating is well bonded with the substrate. The micro-hardness measured decreases with the increase of applied test loads. And the micro-hardness of the coating under heavy loads is relatively high. The TiN-matrix composite coating exhibits an excellent corrosion resistance in 3.5% NaCl solution. The corrosion potential of coating is positive and the passivation zone is broad, which indicates that the TiN-matrix composite coating is stable in the electrolyte and provides excellent protection to the substrate. The wear coefficient of the coating under all loads maintains at 0.49–0.50. The wear mechanism of the coating is revealed to be three-body abrasive wear. Yet the failure forms of TiN-matrix composite coating under different loads have an obvious difference. The failure form of coating under light loads is particle spallation due to the stress concentration while that of coating under heavy loads is cracking between inter-lamellae.     

Ni-Co-P/SiC镀层和SiC表面金属化

在镀液中加入表面活性剂，实现SiC表面金属化，再运用化学复合镀方法制备Ni-Co-P/SiC复合镀层。用扫描电镜等观察了复合镀层的组织及形貌，并测量了镀层的成分，通过对镀层硬度、耐磨性，孔隙率和耐蚀性的分析，结果表明，在镀层中加入表面活性剂和实现SiC表面金属化，提高了镀层硬度，耐磨性，降低了镀层孔隙率，改善了镀层在不同腐蚀介质下的耐蚀性。     

Preparation and Properties of Electroless Plating Wear- resistant and Antifriction Composite Coatings Ni-P-SiC- WS2

在金属表面制备高硬度、耐磨损且摩擦系数低的功能涂层,可以有效减少摩擦功耗、延长机械设备的使用寿命。采用化学复合镀的方法,在不锈钢基质上实现Ni-P-Si C-WS2镀层的镀覆,并对镀层的表面形貌、微观结构、成分、硬度、耐蚀性和摩擦学性能等进行了测试和分析。结果表明:Ni-P-Si C-WS2镀层表面平整致密,Si C和WS2嵌入在涂层中,且均匀分布。由于硬质粒子的弥散强化机制和软质粒子的润滑作用,与同等试验条件下的Ni-P基其它复合镀层Ni-P-Si C和Ni-P-Si C-Mo S2相比,Ni-P-Si C-WS2的显微硬度、腐蚀性能、耐磨性及自润滑性能都得到了很大的提高。     

Properties of Fe-based Amorphous Alloy Coatings with Al2O3-13% TiO2 Deposited by Plasma Spraying

采用大气等离子喷涂技术成功在Fe普碳钢基材上制备了含有不同质量分数Al2O3-13%Ti O2颗粒的Fe基非晶复合涂层,其中Fe基非晶相成分为Fe71Cr5B4Si4Ni3Mo3W10(wt%),并对涂层的微观结构、显微硬度和耐蚀性能进行了研究。在Fe基非晶相与Al2O3-13%Ti O2陶瓷相界面观察到Fe、Ti、W、Al和O元素的互扩散现象,这种微区冶金结合减少了由于第二相的加入导致的涂层孔隙并增加了相间的结合强度。当加入的Al2O3-13%Ti O2质量分数≥16 wt%时,涂层的显微硬度升高≥20%;复合非晶涂层在10 wt%Na OH溶液中的耐腐蚀性能高于1Cr18Ni9Ti不锈钢。     

热处理温度对AZ91D合金表面Ni-P-SiC复合镀层性能的影响

目的提高镁合金表面Ni-P-SiC复合镀层的耐腐蚀性能和耐磨性能。方法采用加入SiC微粒的Ni-P化学镀溶液,在AZ91D镁合金表面制备Ni-P-SiC复合镀层,并在不同温度下进行热处理,通过X射线衍射(XRD)、显微硬度测试、电化学腐蚀测试和摩擦磨损实验等方法分析和评价镀层的组织构成、显微硬度、耐腐蚀性能和耐磨性能。结果 Ni-P-SiC复合镀层经320℃热处理后,组织结构由非晶向晶体转变,并伴随有Ni3P相的析出。此温度下热处理的Ni-P-SiC复合镀层:显微硬度最高,可达1120HV,为未热处理时显微硬度(620HV)的1.81倍;自腐蚀电位为–0.697 V,较未热处理样品的(–0.727 V)有所提高;腐蚀电流密度基本最小,为0.984μA/cm~(–2);磨损体积最小,为0.324×10~(–3) mm~3。340℃热处理的复合镀层则磨损体积最大,为1.43×10~(–3) mm~3。结论在AZ91D镁合金表面制备的Ni-P-SiC复合镀层经过320℃热处理保温1 h后,复合镀层的硬度、耐腐蚀性能和耐磨性能均有所提高。     

Cr颗粒对Ni-Graphene复合沉积层组织结构及性能的优化

目的电沉积技术制备Ni-Cr-Graphene复合沉积层,调查不同Cr颗粒浓度对复合沉积层组织结构及性能的优化影响。方法利用电沉积技术在镍铝青铜(NAB)表面制备出Ni-Cr-Graphene复合沉积层。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)与拉曼光谱仪(Raman),对复合沉积层的形貌、成分与组织结构(晶粒大小、结晶形状及结晶织构)进行表征,并采用显微硬度计与电化学工作站分别对沉积层的硬度及耐腐蚀性能进行调查。结果Graphene颗粒使得纯Ni沉积层中的Ni晶粒尺寸由175.3 nm减小到Ni-0Cr-4Graphene沉积层中的Ni晶粒尺寸60.5nm。随着Cr颗粒质量浓度进一步从0g/L增加到100 g/L,Ni-Cr-Graphene复合沉积层中的Cr质量分数从0%增加到23.8%,且Ni晶粒尺寸进一步减小到Ni-100Cr-4Graphene沉积层的29.1nm,Ni[200]结晶织构被消除。Graphene与Cr颗粒显著提高了Ni-CrGraphene复合沉积层的表面硬度,所有复合沉积层的显微硬度均高于纯Ni沉积层(260.1HV0.2),且在100 g/L Cr颗粒浓度下,沉积层平均显微硬度为489.8HV0.2。同时Graphene与Cr颗粒改善了Ni-Cr-Graphene复合沉积层在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能,在100 g/L Cr颗粒浓度下,复合沉积层的自腐蚀电位(Ecorr)为-0.21 V,自腐蚀电流密度(Jcorr)为0.25μA/cm^2,其相对纯Ni沉积层Jcorr(7.01μA/cm^2)降低了1个数量级。结论溶液中Cr颗粒浓度的增加引起了Ni-Cr-Graphene复合沉积层中Cr含量的增加,使得更多Cr颗粒与Graphene颗粒共同作为Ni金属结晶形核点,促进了Ni的晶粒细化与织构转变,最终提高了复合沉积层的硬度与耐腐蚀性能。     

纳米二氧化钛硅烷接枝密度对水性环氧涂层耐蚀性能的影响

目的研究水性环氧/硅烷化纳米TiO2复合防护涂层在3.5%NaCl溶液中的失效规律和防腐性能。方法采用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)化学接枝改性纳米TiO2颗粒,将硅烷改性纳米TiO2均匀分散在水性环氧涂料中,并把混合涂料涂覆在Q235钢试样上。采用傅里叶红外光谱仪(FTIR)和热重分析仪(TGA)测试纳米TiO2表面化学接枝改性情况,采用电化学工作站测试复合涂层的电化学性能,采用激光共聚焦显微镜观察复合膜层的表面形貌。结果使用质量分数10%APTES改性纳米TiO2,单齿螺旋结构占有的比例更高;使用质量分数20%APTES改性纳米TiO2,具有最高的接枝密度,为11.78 APTES/nm^2。电化学测试结果显示,环氧/TiO2复合涂层比纯环氧涂层具有更好的耐蚀性能,其中加入质量分数20%APTES改性纳米TiO2的环氧/TiO2复合涂层对基体的保护性能最好,其涂层电阻是纯环氧涂层的12倍,电荷转移电阻是纯环氧涂层的18倍。在相同的腐蚀条件下,单齿螺旋结构更容易被破坏。加入硅烷纳米TiO2颗粒后,可以显著减少涂层表面尖峰状突起和孔洞。结论纳米TiO2的APTES接枝分子密度,是水性环氧/硅烷化纳米TiO2复合防护涂层耐腐蚀性能提高的直接原因。     

不锈钢表面含Cu功能梯度复合改性层的制备及抗菌性能

为提高奥氏体不锈钢(ASS)的耐磨性及赋予其抗菌性能,应用改进的活性屏离子渗氮(ASPN)技术,将纯铜冲孔板置于不锈钢冲孔板上面作为活性屏的顶盖,对316奥氏体不锈钢在低温下(430℃)进行表面渗氮处理,在其表面形成由含Cu抗菌沉积层和S相(氮在奥氏体中的过饱和固溶体γ_N)硬质支撑层组成的功能梯度复合改性层。用扫描电镜(SEM)及其所附能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)表征复合改性层的组织形貌、成分及相结构。用显微硬度计和往复摩擦磨损试验机测试了基体和复合改性层的显微硬度和摩擦磨损性能,用金黄色葡萄球菌进行体外抗菌试验评价复合改性层的抗菌性能。结果表明,在偏压达到250 V后,形成了连续分布的硬质S相扩散层和含Cu沉积层组成的复合改性层。改性层表面最高硬度可达928 HV0.05,与Si₃N₄小球对磨时比磨损率较基体降低约57.76%,显著提高了不锈钢的耐磨性。抗菌试验表明,复合改性层与金黄色葡萄球菌接触24 h后,对金黄色葡萄球菌抗菌率提高到98.5%。改进的活性屏离子渗氮技术制备的功能梯度复合改性层可以有效提高...     

等离子喷涂NiCoCrAlYTa-Al2O3复合涂层的高温摩擦性能

采用大气等离子喷涂(APS)技术在0Cr25Ni20奥氏体不锈钢表面制备了NiCoCrAlYTa-Al₂O₃涂层,并对该涂层的显微组织、相组成、显微硬度以及在500 ℃时涂层的高温摩擦性能进行了研究。结果表明,NiCoCrAlYTa-Al₂O₃涂层呈典型层状结构,各层间结合良好。涂层内存在大量微孔隙,且硬质相与软质相分散分布,有效抑制了高温磨擦过程中裂纹的产生和扩展,涂层耐磨性能较奥氏体不锈钢基体材料显著提高。高温磨损过程中,涂层表面形成氧化产物,起到固体润滑作用。NiCoCrAlYTa-Al₂O₃涂层的磨损失效形式主要是磨粒磨损、疲劳磨损和粘着磨损。