沉积时间对AZ91D合金表面Ni-P-SiC复合镀层性能的影响

目的提高镁合金的耐蚀性和耐磨性。方法以AZ91D镁合金为基体,采用SiC颗粒质量浓度为3 g/L的Ni-P化学镀溶液,在其表面沉积不同时间,制备Ni-P-SiC复合镀层。通过扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度测试、粗糙度仪、电化学腐蚀和磨损等试验来分析和评价Ni-P-SiC复合镀层的厚度、表面粗糙度、显微硬度、耐腐蚀性能和耐磨性能。结果 Ni-P-SiC复合镀层的厚度和表面粗糙度随沉积时间增加而增加,沉积时间为150 min时,镀层厚度可达53μm,表面粗糙度为2.5μm。沉积时间为120 min时,镀层的显微硬度最高,为641HV,此时复合镀层的耐蚀性和耐磨性最好,自腐蚀电位高达-0.73 V,腐蚀电流密度为0.78μA/cm~2,磨损体积最小,为1.04×10~(-3)mm~3。与AZ91D镁合金基体相比,沉积复合镀层后的样品更耐蚀,说明复合镀层有效改善了镁合金基体的耐蚀性。结论沉积时间对Ni-P-SiC复合镀层的性能有一定影响,在沉积时间为120 min时获得的复合镀层具有较好的耐蚀性和耐磨性。     

激光熔凝前处理对钛合金表面电沉积铜过程及耐蚀性的影响

目的 通过激光前处理提高钛合金表面铜沉积层的质量及性能.方法 采用振镜激光器在电沉积铜前对钛合金基体表面先进行激光熔凝处理,整个熔凝过程在气氛保护下进行.研究了激光熔凝前处理对沉积层与基体结合力的影响机理,对传统化学前处理与激光熔凝前处理后铜沉积过程中的微观形貌、截面厚度、沉积层结合力和耐腐蚀性能进行了对比分析.结果 采用激光熔凝前处理后,钛合金表层组织得到细化并产生大量位错,从而削弱了沉积初期的选择性,表面沉积速率更快,获得的沉积层厚度更大,沉积层孔隙更少、更致密.1 h相同沉积时间下,激光熔凝前处理的沉积层厚度为163.65μm,几乎达到化学前处理得到的沉积层厚度(97.97μm)的两倍,且沉积层表现出与基体更佳的结合力.耐蚀性测试得到化学前处理与激光前处理所得铜沉积层的腐蚀电压分别为?0.441、?0.393 V,腐蚀电流密度分别为55.18、5.913μA/cm2.结论 激光熔凝前处理提高了钛合金表面铜沉积层的沉积质量及其与基体间的结合力,同时提高了铜沉积层的耐腐蚀性能.     

钕铁硼在CuCl-EMIC离子液体中 电沉积铜层的研究

目的 开发一种新型的环保型钕铁硼表面镀铜技术。方法 采用CuCl-EMIC离子液体,对钕铁硼基体进行阳极活化前处理,在其表面电沉积铜。通过电化学工作站测试CuCl-EMIC离子液体的循环伏安曲线和镀铜样品的动电位极化曲线,运用扫描电子显微镜、能谱分析仪和X射线粉末衍射仪,考察钕铁硼基体和铜镀层的微观形貌、成分组成和相结构,利用粗糙度仪和拉拔试验仪检测钕铁硼表面的粗糙度和其上铜镀层的结合力。结果 物质的量之比为2∶3~3∶2的CuCl-EMIC离子液体在室温下熔融,可在其中电沉积得到晶态铜。物质的量之比为1的CuCl-EMIC离子液体有更大的还原峰值电流密度。钕铁硼基体经过20~ 30 mA/cm2的电流密度阳极活化后,表面变得平整,孔洞减少,活化后钕铁硼表面的铜镀层均匀致密,结合力达9.2 MPa以上。钕铁硼表面铜镀层的孔隙率随着镀层厚度的增加而减小,当厚度为6 μm时,镀铜试样的腐蚀电位与纯铜相近,孔隙率为0.005 23%。结论 采用物质的量之比为1的CuCl-EMIC离子液体,可以通过阳极活化得到平整、孔洞少和无氧化膜的钕铁硼基体表面,在其上电沉积可得到致密均匀且结合力好的薄铜层。     

基材硬度和涂层厚度对AlCrN多元复合纳米硬质涂层硬度的影响

采用真空阴极多弧离子镀技术制备了Al Cr N多元复合纳米硬质涂层,利用洛氏硬度计、划痕仪、HV显微硬度计、球磨仪、扫描电子显微镜、能谱仪及X射线衍射仪检测并分析了涂层膜基结合力、显微形貌、相结构以及基体硬度、涂层厚度对涂层硬度的影响。结果表明,涂层以Al Cr N/Cr N结构沉积,随着涂层厚度的增加,膜基结合强度提高。涂层表面成波纹状,有少量大颗粒,涂层内部呈Na Cl结构,含有大量呈柱状形式生长的面心立方的c-Cr N相和c-Al N相,择优取向均为(200)。同等基体硬度时,涂层厚度的增加有利于涂层硬度的提高,最佳涂层厚度为3.5~5.0μm。同等涂层厚度时,涂层硬度随着基体硬度的增加而增加,当涂层厚度低于4.0μm,基材硬度是影响涂层塑性变形抗力的主要因素。     

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。     

有机溶剂中金属镁薄膜的电沉积行为研究

配制有机非质子极性溶剂EtMgCl/THF溶液作为镁电沉积电解液,采用循环伏安法对镁薄膜在基体铜上的初始电化学沉积行为做了研究,结果表明,镁薄膜的电沉积行为遵循形核/生长机制;采用直流沉积法,分别改变电解液浓度和电流密度,得到光亮致密均匀的镁镀层;利用SEM和XRD分别对镀层表面形貌和相组成进行了表征;采用脉冲电沉积法制得金属镁镀层,与恒流电沉积相比,脉冲电沉积能够细化晶粒,并存在着[002]面的择优取向。     

激光表面处理对陶瓷基底化学镀铜层结合力的影响

通过改变激光扫描间距对陶瓷基底进行表面处理得到不同粗糙度的陶瓷表面，经化学镀后在该基底上沉积一层金属铜层，探讨了不同粗糙度表面对所得到的金属镀铜层与陶瓷基底表面结合力的影响。激光扫描间距对陶瓷表面经激光处理后所得的表面粗糙度有很大影响，当激光扫描间距选择介于1～4μm之间时能得到粗糙度值相对较高的陶瓷表面。镀层与基底的结合力随着陶瓷表面粗糙度的增加而增大，试验可得到与陶瓷基底结合力高达16．5N／mm^2的化学镀铜层，这远远达到普通工业化应用要求。     

电子束蒸发镀铬制备凹印版材耐磨层的研究

利用电子束蒸发镀技术在铜表面沉积铬层,并对制备的工艺,涂层的性能行了初步研究.结果显示,采用低电压(6kV)和低束流(50mA、60mA))蒸镀时,沉积速度适中,所得的膜层呈银白色且光亮,内应力较小,无开裂现象,镀层厚度均匀,硬度较高,且与基体结合良好.适当控制电子枪的工艺参数和烘烤时间可以增加薄膜与基体的结合力.     

选区电化学沉积镍镀层的微观形貌及耐磨性

利用选区电化学沉积技术在45钢基体上沉积镍镀层,并对其进行形貌观察、能谱分析探寻选区电化学沉积镍镀层组织生长规律,并将镀层和基体耐磨性进行了试验对比。结果表明,选区电化学沉积生长过程为由小型颗粒逐步生长堆叠成为致密镀层;晶粒生长呈螺旋式上升堆叠形态,球状晶粒内部和表面存在微裂纹;晶粒间隙处存在氧元素,氧化反应对于小型晶粒之间的相互融合起抑制作用;选区电化学沉积镍镀层结构组织更加致密,镀层组织与基体组织间存在明显的分界线,镀层组织相较于基体材料耐磨性更好。     

间歇式电镀法制备核壳结构钨铜包覆粉体的研究

钨铜复合材料因低膨胀系数、高导热性,可有效传输集成电路产生的热量,从而延长电路的使用寿命。铜包覆钨复合粉体有利于钨铜复合材料的综合性能的提高。采用间歇式电镀法成功制备出钨铜包覆粉体,研究了不同电镀时间对复合粉体表面形貌、镀层厚度、含铜量以及铜镀层沉积速率的影响以及铜镀层的形成机理。结果表明,制备出的复合粉体为铜包钨核壳结构,铜镀层均匀、致密,表面粗糙度小;在电流密度为1.7 A/dm~2的条件下,电镀30和75 min的平均镀层厚度分别为0.69和1.96μm,含铜量分别为9.97%和23.76%,沉积速率分别为36.91和41.34 mg·min~(-1),镀层厚度、沉积速率均随电镀时间的增加而增加;铜镀层的形核和长大遵循Volmer-Weber模式。     

Influence of process conditions in laser-assisted low-pressure cold spraying

A laser-assisted low-pressure cold spraying (LALPCS) is a one-step coating process in which the laser irradiation interacts simultaneously with the spraying spot on the substrate or deposited coating surface in order to improve coating properties. It is expected that the LALPCS could be an effective method to improve a low-pressure cold sprayed coating deposition efficiency and denseness. The purpose of the additional energy from the laser beam is to create denser and more adherent coatings, enhance deposition efficiency and increase the variety of coating materials.In this study copper and nickel powders with additions of alumina powder were laser-assisted low-pressure cold sprayed on carbon steel. Coatings were sprayed using air as process gas. A 6 kW continuous wave high power diode laser and a low-pressure cold spraying unit were used in the experiments. The influence of laser energy on coating microstructure, density and deposition efficiency was studied. The coatings were characterized by optical microscopy and SEM. The coating denseness was tested with open cell potential measurements. Results showed that laser irradiation improved the coating denseness and also enhanced deposition efficiency.     

氧化铝陶瓷基板化学镀铜工艺优化

目的化学镀铜是氧化铝陶瓷基板金属化的一种重要手段,为了进一步优化氧化铝陶瓷基板化学镀铜工艺,研究了化学镀铜液配比(尤其是镀液中铜离子和甲醛含量)对氧化铝陶瓷覆铜板微结构和导电性的影响。方法在对氧化铝陶瓷基板经过前期处理后,采用化学镀铜法在基板上镀铜。采用X射线衍射仪、光学显微镜对氧化铝基板上的化学镀铜层物相和形貌进行观察。采用覆层测厚仪、四探针测试仪对化学铜镀层的膜厚和方阻进行测量。结果 XRD结果表明,不同配比镀液得到的化学镀铜层均具有较好的晶化程度,镀液中甲醛和铜含量较低的镀液可制备出晶粒更为细小的化学镀铜层。甲醛和铜离子含量均较高时,沉积速度过快,使镀铜层的均匀性和致密性不佳。但当甲醛含量较高、铜离子含量较低时,沉积速度适中,从而获得了均匀性和致密性较好的镀铜层,同时这种镀层具有良好的导电性。结论采用表面活性化学镀铜工艺,当镀液中甲醛浓度为0.25 mol/L和硫酸铜质量浓度为1.2 g/L时,无需高温热处理,即获得了均匀性和致密性俱佳的铜镀层,可满足覆铜板的使用要求。     

温度对金刚石粉体表面镀铜的影响

在金刚石粉体表面通过化学沉积得到铜金属镀层,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试手段研究了镀液温度对镀速、镀层组织及形貌的影响。结果表明:当镀液温度低于30℃时,镀速为零,反应不能发生;温度在30~45℃时,随着温度的升高,铜的衍射峰逐渐增强;45℃时,基体完全被覆盖,镀层致密均匀;温度在45~50℃时,衍射峰进一步增强,镀层晶粒明显变大,致密度降低,表层有脱落现象;随着温度进一步增大,铜的衍射峰强度开始降低,60℃时,镀层有明显的脱落,翻边起皮现象。     

电流密度对电沉积铜膜剩余电阻率的影响

为了获得1.3 GHz功率耦合器的镀铜膜,研究不同电流密度和沉积时间对镀铜膜剩余电阻率(RRR)的影响。电流密度分别为1、1.5和2 A/dm~2,沉积时间为1～6 h,讨论了铜膜RRR值、微观形貌、表面粗糙度和织构随镀层厚度的变化。结果表明,随着电流密度减小和沉积时间延长,表面粗糙度变大,铜膜RRR值增大。在电流密度为1和1.5 A/dm~2下沉积的铜膜,随着沉积时间的增加,晶胞结节变大,(111)晶面的织构系数增加,铜膜RRR值变大。在电流密度为2 A/dm~2下沉积的铜膜中含有孔洞缺陷,导致铜膜的RRR值显著下降。硬X射线自由电子激光装置的1.3 GHz功率耦合器的铜膜采用电流密度为1 A/dm~2,沉积时间为4 h的镀铜工艺,其铜膜RRR值、铜膜与基体结合力、高低温适应性以及微波功率均满足实际工程应用。     

电泳-电沉积 Ni-PTFE 复合镀层及其摩擦学行为研究

目的制备具有优良自润滑性能的Ni-PTFE复合镀层,同时探究其摩擦学性能。方法首先在铜基体表面电泳沉积一层PTFE膜,再将覆有PTFE膜的基体放入光亮镀镍溶液中进行电沉积(电泳-电沉积法),用SEM附带的能谱仪检测复合镀层的PTFE复合量,同时在自制的销盘摩擦磨损实验机上进行相关的摩擦学实验,以评价其摩擦学性能。结果用电泳-电沉积法制备出了含量(以体积分数计)达63.4%的Ni-PTFE复合镀层。在干摩擦条件下,PTFE微粒的加入可以降低复合镀层的摩擦系数(最低至0.067)。结论高PTFE复合量的复合镀层具有良好的耐磨性能。     

激光重熔镍镀层复合工艺制备铜合金表面涂层

在铜合金表面先预置镍镀层再激光重熔以获得界面冶金结合可靠的新涂层. 通过优化工艺参数,并利用多种分析手段研究了涂层的组织、界面结构和显微硬度. 结果表明,室温下采用4 200 W半导体激光重熔0.4 mm厚镍镀层可获得无缺陷且界面冶金结合可靠的激光熔覆涂层;所获新涂层组织均匀致密,物相由重熔前的γ-Ni镀层转变为重熔后的(Ni,Cu)固溶体;涂层硬度约为135 HV0.05,稍高于CuCrZr基体硬度. 镍镀层的预置和半导体激光的应用提高了铜基表面激光能量的吸收率;新涂层与铜基体间组织成分及硬度匹配保证了良好的界面相容性和可靠的界面结合.     

反应磁控溅射法制备(Ti,Al)N薄膜的力学性能

以WF6和H2为原料,采用化学气相沉积法在纯铜基体上沉积出难熔金属钨涂层。分析研究了不同沉积温度(500℃,600℃,700℃)沉积层显微组织、表面形貌、表面粗糙度及相关机制。试验分析表明:随沉积温度升高,沉积速率加快,涂层组织柱状晶生长取向趋于杂乱;沉积层表面形貌发生明显改变,表面粗糙度显著增加。杂质颗粒对沉积组织有显著的影响,造成沉积表面粗糙度显著增加。     

Laser-enhanced electrodeposition of nickel coatings

Optimal conditions for a laser-enhanced electrodeposition of nickel coatings have been specified. Comparative results of structure and mechanical properties of electrically deposited nickel coatings produced by a laser-enhanced galvanostatic method and without laser emission were analysed. It was found that laser medium wave IR radiation has a local thermal effect on the process of electrodeposition and stimulates formation of a nickel coating structure which is of a more equilibrium state, less defective and has reduced internal stress in the area of local laser heating. Studies of plating rate showed a 1.4 times increase for nickel coatings in conditions of laser-enhanced electrodeposition due to reduction of common cathode overpotentional and increase of cathode metal efficiency, that involves generation of a more coarse microcrystal structure. Results of studies of the laser radiation effect on structure and properties of nickel coatings show potential for increased adhesion of electrodeposited coatings with a copper substrate.     

微晶/纳米金刚石复合涂层的沉积与表征

采用偏压增强热丝CVD(HFCVD)法,通过引入惰性气体Ar,在经过甲醇新预处理方法处理后的硬质合金衬底表面成功沉积了微晶/纳米金刚石复合涂层。对金刚石复合涂层的表面形貌、成分、表面粗糙度进行了分析和研究。研究结果表明:新的预处理方法能够提高金刚石薄膜与衬底之间的附着强度。Ar的引入使得金刚石薄膜二次形核率更高,颗粒也更加细小,纳米金刚石复合涂层不但具有高的附着强度,而且具有非常低的表面粗糙度。对于拓展纳米金刚石涂层在精密加工领域中的应用具有一定的作用。     

难镀基材上乙醛酸作为还原剂的化学镀铜

采用乙醛酸代替有害的化学药品(如甲醛)作为还原剂的化学镀技术，在工业纯铝片、工业纯钛片、以TiN作为扩散防护层的硅片和以TiSiN作为扩散防护层的硅片等难镀材料实现了化学镀铜。被覆铜镀层的表面形貌和晶粒结构的分析结果表明：不同基材对铜镀层的组织结构影响很大，尤其在以TiN作为扩散防护层的硅片和以TiSiN作为扩散防护层的硅片上，获得了由平均尺寸为50nm的颗粒所构成的较精细镀层，为半导体器件采用铜金属化工艺提供了新的方法。