脉冲电沉积WC-Co-Ni镀层的制备及性能研究

目的提高WC-Co-Ni纳米晶复合镀层的综合性能。方法利用脉冲电沉积法制备WC-Co-Ni纳米晶复合镀层,分析镀层的结构、表面形貌及元素成分,测试镀层的显微硬度。对WC-Co-Ni纳米晶复合镀层和304不锈钢进行5%(质量分数)H2SO4溶液浸泡实验,计算腐蚀速率,对比其耐蚀性。结果当脉冲参数为阴极电流密度5 A/dm2、脉冲占空比50%、脉冲频率2000 Hz时,施镀2 h制备的WC-Co-Ni复合镀层为纳米晶结构。镀层表面平整、光亮,无裂纹,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,且m(Ni)∶m(W)∶m(C)∶m(Co)=6∶2∶1∶1。WCCo纳米颗粒起到了促进形核的作用,晶粒尺寸大多分布在20 nm左右。WC-Co纳米颗粒对镀层起到了弥散强化作用,使复合镀层的显微硬度达到600HV。在浸泡腐蚀实验中,随着温度从20℃升高至80℃,复合镀层的腐蚀速率增加缓慢,20℃下的腐蚀速率仅为0.4192 mm/a,80℃下的腐蚀速率也低于20mm/a。结论脉冲电沉积法制备的WC-Co-Ni纳米晶复合镀层硬度高于传统的不锈钢材料,耐蚀性也优于304不锈钢,综合性能较好。     

电沉积方式对Ni-CeO_2纳米复合镀层摩擦磨损性能的影响

采用直流电沉积、脉冲电沉积和超声辅助脉冲电沉积制备Ni-CeO2纳米复合镀层,研究电沉积方式对纳米复合镀层表面形貌、显微硬度和摩擦磨损性能的影响,并用扫描电子显微镜分析其磨损机理。结果表明:电沉积方式对Ni-CeO2纳米复合镀层的晶粒尺寸和性能有较大影响;当超声波引入脉冲电沉积过程时,超声波的强力搅拌作用和超声空化效应能促进CeO2纳米颗粒在镀层中均匀分布,进一步减小镀层的晶粒尺寸,明显提高镀层的显微硬度,从而改善镀层的摩擦磨损性能;Ni-CeO2纳米复合镀层的摩擦磨损性能均优于纯Ni镀层的;而超声辅助脉冲电沉积制备的Ni-CeO2纳米复合镀层的晶粒更加细小、显微硬度最高,其摩擦因数最低,耐磨损性能最佳。     

镍磷非晶纳米晶复合镀层的制备及其耐蚀性

对电沉积12．3％P（质量分数）镍磷合金进行热处理，部分晶化获得非晶纳米晶复合镀层。利用X射线衍射仪、透射电镜和高分辨透射电镜分析镀层的结构。结果表明，镀态时镀层呈典型的非晶态结构，控制热处理工艺可得到非晶纳米晶的复合镀层。通过动电位极化曲线（3．5％NaCI溶液）测定，得知部分晶化的镀层耐蚀性得到改善。由于具有少量纳米晶相镶嵌于连续非晶相上，非晶纳米晶复合结构的镍磷合金镀层耐蚀性优于非晶态镍磷合金镀层。     

电沉积方式对Ni-SiC纳米复合镀层性能的影响

目的通过研究电沉积方式对Ni-SiC纳米复合镀层性能的影响,进而改善Ni-SiC纳米复合镀层的性能。方法采用直流电沉积和脉冲电沉积分别制备Ni和Ni-SiC纳米复合镀层,使用扫描电镜和能谱仪研究镀层的表面形貌和成分,通过测量施镀前后镀件质量差计算沉积速率,采用硬度计测量了镀层的硬度,利用极化曲线和电化学阻抗方法研究镀层在3.5%NaCl水溶液中的耐腐蚀性能,分析了直流电沉积方式和脉冲电沉积方式对镀层各项性能的影响。结果脉冲电沉积方式制备的Ni-SiC纳米复合镀层的表面形貌更加致密、均匀、光滑,镀层硬度为616.3HV,自腐蚀电流为9.56×10~(-6) A,比直流电沉积制备的Ni-SiC纳米复合镀层的硬度和耐蚀性能均有所提高。结论电沉积方式对复合镀层的性能有很大影响,脉冲电沉积方式制备的Ni-SiC纳米复合镀层具有更好的性能。     

脉冲电沉积时间对纳米晶镍镀层微观结构和性能的影响

采用脉冲电沉积法制备纳米晶镍镀层,利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪及显微硬度计对不同电沉积时间下制得的镍镀层的显微组织、微区成分、结构及力学性能进行表征分析。结果表明,不同电沉积时间下制得的镍镀层晶粒尺寸在21 nm小幅波动;随着电沉积时间的延长,纳米晶镍镀层的显微硬度存在先增大后缓慢降低的趋势,最大值为472 HV0.01,对应的电沉积时间为16 m in;纳米晶镍镀层的微观形貌为累积长大的胞状结构,电沉积时间为1~4 m in时,胞状结构表面密布着粒径为90 nm左右的二次纳米镍颗粒;本试验制得的纳米晶镍镀层失稳长大的起始温度为283.7℃,峰值温度为311.4℃。     

纳米稀土颗粒CeO_2掺杂对Ni-P脉冲镀层微观结构与沉积机理的影响

利用双脉冲电流特性与超声场高频振荡效应电沉积法制备Ni-P/n-CeO2纳米复合镀层。借助环境扫描电镜（E-SEM/EDXA）、透射电子显微镜（TEM）及X射线衍射仪（XRD）,对镀层微观形貌、化学成分及晶体结构进行分析。结果表明：掺杂15g/L纳米CeO2（RE）颗粒,稀土Ce含量与沉积速度分别可达2.3%和68μm/h,晶粒致密,呈现非晶态;在600°C下时效处理2h,复合镀层的显微硬度高达HV780。讨论了纳米稀土颗粒吸附特性与脉冲过电势对电沉积机理的影响。Ce4＋或n-CeO2吸附在阴极活性表面形成大量具有催化作用的晶核,沉积并钉扎在开裂的纹裂源边缘。在高温时效时,纳米颗粒与部分Ni晶粒充分弥散互溶,占据空间,阻碍晶粒粗化及裂纹扩展,从而有效提高复合镀层的裂纹扩展抗力与显微硬度。     

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。     

电泳-电沉积Ni-Al2O3纳米复合镀层及其结合强度分析

为提高纳米复合镀层中的纳米粒子含量,采用电泳-电沉积技术在铜基体上制备了Ni-Al2O3纳米复合镀层.首先用电泳沉积工艺在基体上均匀沉积出粒径为20 nm的Al2O3涂层,然后在Al2O3涂层中电沉积金属镍,得到Al2O3体积分数高达55.6%的纳米复合镀层.对镀层表面形貌及镀层与基体的结合强度进行了测试与分析.结果表明,相比于纯镍镀层,采用电泳-电沉积法所制备纳米复合镀层的组织致密均匀,晶粒明显细化,镀层与基体的结合强度有所提高.     

磁场方向对脉冲电沉积制备Ni-ZrO2 纳米复合镀层性能的影响

目的 研究有无磁场条件和垂直、平行两种磁场方向对脉冲电沉积制备Ni-ZrO2纳米复合镀层性能的影响。方法 以45#钢作为基体,采用脉冲电沉积和磁场-脉冲电沉积法成功制备Ni-ZrO2纳米复合镀层。利用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）、原子力显微镜（AFM）观察纳米复合镀层的表面形貌、微观结构和表面粗糙度,利用显微硬度计、划痕仪、摩擦磨损试验机对纳米复合镀层进行显微硬度、结合力和摩擦磨损性能等力学性能研究。结果 相同工艺条件下,垂直磁场-脉冲电沉积条件制备的Ni-ZrO2纳米复合镀层的晶粒形状为金子塔状,镀层表面粗糙度有所改善,复合镀层显微硬度值最高,为370HV。平行磁场-脉冲电沉积条件下制备的Ni-ZrO2纳米复合镀层表面平整,均匀致密,复合镀层中Zr的质量分数为8.27%,表面粗糙度Ra和Rq值分别为82 nm和105 nm,镀层结合力为337 N,磨损量低于其他两种镀层的磨损量。结论 施加磁场后,在磁场MHD效应作用下,纳米复合镀层表面形貌平整,均匀致密,显微硬度提高,并且与基体结合性能和耐磨性都优于无磁场条件下制备的纳米复合镀层。平行方向磁场对Ni-ZrO2纳米复合镀层的力学性能有更明显的促进作用。     

代铬复合电沉积研究现状与影响因素分析

复合电沉积是一种可用来代替硬铬镀层的表面防护技术。概述了复合电沉积的技术优势,包括绿色环保、成本低廉、操作简单以及镀层性能的自由度大、可控性好等。同时归纳了复合电沉积的颗粒和基质类型,总结了主要性能评价指标和影响因素。在此基础上,重点综述了近年来复合电沉积技术的研究进展,包括复合电沉积机理和颗粒沉积历程。选取了复合颗粒的粒径、晶型、表面状况以及施镀工艺（如电流波形、电流密度、脉冲电流参数、镀液温度、镀液pH、外加力场、热处理等工艺参数）,分别探究各因素对复合电沉积的沉积过程、阴极极化度、镀层形貌、结构、组分、硬度、耐磨性等性能指标的影响,对其中的规律进行了总结。最后展望了复合电沉积技术的发展方向。     

超疏水超亲油Cu-Ni复合镀层的制备及油水分离应用

针对目前超疏水超亲油表面制备工艺复杂、成本高等问题,采用工艺简单、可控性强的电化学沉积法制备出不锈钢网基底超疏水超亲油表面。通过在不锈钢网表面进行铜镍共沉积,得到一种叶片状的微纳米级粗糙结构,再利用正十二硫醇乙醇溶液对镀层进行表面修饰,最终获得超疏水超亲油Cu-Ni复合镀层。利用扫描电子显微镜(SEM)、接触角测试仪、X射线能谱仪(EDS)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)等对镀层表面微观形貌、浸润性以及化学元素组成进行表征分析。结果显示,制备的Cu-Ni复合镀层水接触角为155°±2°,油接触角为0°。对润滑油油水分离效率高达98%,且连续分离2 h后,分离效率仍高于95%,表现出稳定高效的油水分离性能。该制备方法耗时短、成本低,有潜力应用于规模化工业生产。     

纳米结构Ni-TiN复合薄膜的电沉积及腐蚀行为

采用电沉积方法在黄铜基底上制备纳米结构的Ni-TiN复合薄膜。用扫描电镜（SEM）及透射电镜（TEM）对其微观结构进行表征,利用X射线衍射（XRD）分析其平均晶粒尺寸,采用极化曲线及电化学阻抗谱（EIS）研究其腐蚀行为。结果表明,电沉积的电流密度、TiN纳米粒子的浓度、搅拌速度、溶液温度及pH值对电沉积薄膜形貌的影响较大。制备的Ni-TiNi电沉积薄膜的平均晶粒尺寸约为50nm。纳米结构的Ni-TiNi电沉积薄膜的耐腐蚀性能远优于纯Ni沉积薄膜的。     

Ni nanocomposite films formed by Ni nanowires embedded in Ni matrix using electrodeposition

Ni nanocomposite films formed by Ni nanowires embedded in Ni matrix(Ni nanowire/Ni composite films)were fabricated by electrodeposition combined with supersonic stirring in a conventional Watts'bath containing Ni nanowires with diameter about 30 nm.The deposition temperature-dependent microstructure,crystal orientation,lattice constant and corrosion behavior of the Ni nanowire/Ni composite films were investigated by field emission scanning electron microscope,X-ray diffraction and potentiodynamic polarization tests,respectively.And the possible mechanism was discussed.It is found that to some extent,the deposition temperature has an impact on the microstructure,crystal orientation,lattice constant and corrosion property of the Ni nanowire/Ni composite films.The Ni nanowire/Ni composite films prepared at 50℃exhibit a novel inter-twisted-nanowire microstructure and have the best corrosion resistance.     

Ni-W/SiC纳米复合镀层的制备与其耐蚀性

通过电沉积方法制备了Ni-W/SiC纳米复合镀层,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射分析(XRD)研究了SiC含量对该复合镀层结构和性能的影响,采用电化学方法研究了Ni-W/SiC纳米复合镀层在质量分数为3.5%NaCl溶液中的耐蚀性。结果表明:SiC纳米颗粒能促进镀层晶粒的形核及生长,显著改变镀层的晶体结构,提高镀层的硬度、耐磨性及耐蚀性;SiC含量过低对镀层耐磨性提高有限,含量过高又容易导致SiC纳米颗粒团聚,影响其分散性,因此当SiC的质量浓度为6~9g/L时所制备的Ni-W/SiC纳米复合镀层具有最佳的性能。     

添加稀土Nd改善金刚石/铜复合材料界面

目的添加稀土Nd改善金刚石/铜复合材料界面间的缺陷,抑制金刚石与铜之间的弱润湿性,增强复合材料的界面结合。方法采用放电等离子烧结(SPS)技术制备含有不同质量分数Nd的镀钛金刚石/铜复合材料,采用扫描电子显微镜观察界面处的微观形貌,采用X射线衍射仪和X射线能谱仪分析界面处组织,采用排水法测试复合材料的密度和致密度。结果添加稀土Nd后,金刚石-铜两相界面间促生了Cu_5Nd、NdCu_2、Cu_3Ti等相。界面间的Cu_5Nd、NdCu_2、Cu_3Ti、TiC填补了镀钛金刚石/铜复合材料界面处原有的空隙、孔洞等缺陷。未添加稀土Nd的镀钛金刚石/铜复合材料的密度为4.589 g/cm~3,致密度为81%;添加3wt%的Nd元素后,镀钛金刚石/铜复合材料的密度和致密度分别达到了5.569 g/cm~3和98%,密度较未添加Nd的复合材料提升了21%。随着Nd含量的增加,金刚石-铜界面间的缺陷逐渐减少,界面结合效果逐渐转好。结论稀土Nd极大地改善了镀钛金刚石/铜复合材料两相界面处的缺陷,很好地修饰了原本润湿性较差的金刚石-铜两相界面。添加Nd元素后,复合材料两相界面结合紧密。     

Si的添加对Zr-Fe-Ou合金系统的组织和力学性能的影响

在Zr-Fe—Cu合金中添加Si,利用铜模铸造法制备出直径为3mm的Zr基非晶／晶体复合材料。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和微机控制电子式万能试验机等技术手段,研究了Si元素的添加对Zr-Fe-Cu合金的微观结构、非晶形成能力、压缩力学性能以及断口形貌的影响。结果表明：Si元素对非晶材料的性能与结构有很大的影响,能够提高合金的强度和塑性。     

轻质CB/RGO复合涂层的制备及其吸波性能研究

目的制备吸波性能优异的碳基复合吸波涂层。方法采用液相法在导电炭黑(CB)体系中原位生长还原氧化石墨烯(RGO)材料,合成了CB/RGO复合吸收剂,并以环氧树脂为基体制备了CB/RGO复合涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对制备的CB/RGO复合吸收剂进行微观结构表征,研究了吸收剂填充量和厚度对涂层电磁性能的影响规律。结果微观结构分析表明,CB以一种类似“葡萄状”的结构形态附着在石墨烯片层之间,在其表面实现包覆性生长,分散均匀且具有较好的附着力;制备的CB/RGO复合涂层质地均匀,密度仅为1.1 g/cm^3,兼具轻质柔性的特征。微波反射率测试结果显示,在高填充量3.0%和3.7%下,涂层均未表现出明显的强电磁吸收能力,而在低填充量1.6%和2.3%下,涂层表现出十分优异的微波吸收性能。结论当填充量为2.3%、厚度为1.9 mm时,涂层表现出最佳的吸波性能,最大吸波强度为−17.1 dB,有效吸波频宽达到6.63 GHz,覆盖整个测量频段的66.3%,显示出良好的宽频吸波性能。另外,当厚度为2.5 mm时,填充量为2.3%的涂层实现了雷达波在X波段的微波全吸收。     

Effects of ultrasonic dispersion on structure of electrodeposited Ni coating on AZ91D magnesium alloy

To obtain the refined electrodeposited nickel layer on AZ91D magnesium alloy, ultrasonic technology was applied in the processes of pre-treatment and electrodeposition. The phases of pre-treatment layer and the nickel coating were analyzed by X-ray diffractometry (XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and the microstructure was observed by scanning electron microscopy (SEM). Then, the effects of ultrasonic dispersion on the microstructure of pre-treatment layer and the grain refinement of electrodeposited nickel layer were discussed. The results showed that the pre-treatment electrodeposited Cu-Sn layer with compact microstructure could be synthesized in alkaline copper-tin liquid with ultrasonic agitation, as a result, smooth and refined nickel coating formed on AZ91D magnesium alloy. On the other hand, preferred orientation in the coating decreased because of the refined grains.     

PREPARATION OF TEM THIN FOIL CONTAINING POWDER PARTICLE BY ELECTRODEPOSITION METHOD

A practical technique to prepare transmission electron microscopy （TEM） thin foil containing powder particle was described and the data for the codeposition of two type particles with copper in the electroplating were presented. By depositing the particles which were distributed in CuSO4 electrolyte on cathode together with Cu^2＋ in electrodeposition bath, composite coating with suitable thickness could be formed. The thin coating was separated from the substrate and cut into a disc with diameter of 3mm for electropolishing. When the Cu matrix was thinned during electropolishing, the particles contained in the coating plate were also thinned to meet the suitable thickness for TEM observation. Various experimental results revealed that during electrodepositing the current density, pH-value of electrolyte and stirring mode all have significant effects on the distribution of particles in composite coating and the surface quality of the composite coating. The proper parameters used during electrodepositing to prepare TEM thin foil containing powder particle were discussed.