Ni-W-SiC纳米复合电镀工艺的研究

采用一种新型的分散方法促使纳米SiC在镀液中的均匀有效分布.初步探讨了工艺参数对复合镀层的影响,着重研究阴极电流密度对Ni-W-SiC纳米复合镀层表面形貌、断面形貌、n-SiC共析量和显微硬度的影响.结果表明:在其他工艺不变的条件下,选择适当的电流密度可制备出形貌良好、成分均匀、硬度较高的纳米复合镀层.     

工艺参数对Ni-W-P-CeO2-SiO2纳米复合薄膜材料微观组织及性能的影响

通过Ni,W,P和CeO2,SiO2纳米颗粒的脉冲共沉积,在普通碳钢表面制备了Ni-W-P-CeO2-SiO2纳米复合薄膜材料,研究了电解液pH值和电解液温度对纳米复合薄膜材料电沉积过程的影响,采用化学组成、沉积速率、显微硬度和微观组织进行表征.结果表明:增加电解液pH值和电解液温度,纳米复合材料晶粒得到细化,沉积速率和显微硬度增加.当电解液pH值为5.5、电解液温度为60℃时,纳米复合薄膜材料晶粒细小,沉积速率最快,为28.87μm/h,显微硬度最高,为Hv673,若继续增加电解液pH值和电解液温度,沉积速率和显微硬度又开始降低.     

脉冲电镀Ni-纳米ZrO2的最佳工艺及镀层性能

为了提高脉冲电镀Ni-纳米ZrO2层的硬度和耐蚀性,采用正交试验法优选了脉冲频率、占空比和纳米ZrO2粒子的质量浓度。分别采用HBRV-187硬度计、AutoLab PGSTAT302型电化学工作站、JSM-6408LV扫描电镜及其附带的能谱仪测试了Ni-纳米ZrO2复合镀层的硬度、耐蚀性、微观形貌和成分。结果表明:最优工艺条件为脉冲频率1 500 Hz,占空比60%,纳米ZrO2粒子浓度7 g/L;Ni-纳米ZrO2复合镀层晶粒细小、表面平整、显微组织致密、均匀,其硬度和耐蚀性比纯镍镀层均有明显的提高。     

脉冲电沉积CeO2-SiO2／Ni—W-P纳米复合镀层性能研究

为了探讨脉冲参数对CeO2-SiO2/Ni-W-P四元纳米复合镀层性能的影响,采用脉冲沉积的方法,在普通碳钢表面制备了CeO2-SiO2/Ni-W-P纳米复合镀层.在脉冲关断时间1 000μs和脉冲峰值电流密度30 A/dm2下,研究了脉冲导通时间对纳米复合镀层组织及性能的影响,采用能谱分析、硬度测试、扫描电镜(SEM)等技术对镀层化学组成、沉积速率、显微硬度和表面形貌进行了表征.结果表明,纳米复合镀层中CeO2和SiO2颗粒的质量分数随着脉冲导通时间的延长而增加,当脉冲导通时间为400～600μs时,沉积速率为32.33～38.22μm/h,显微硬度为609～674 HV;脉冲导通时间由100μs增加到400μs时,纳米复合镀层晶粒尺寸降低,但当脉冲导通时间再由400μs增加到1000μs时,纳米复合镀层晶粒尺寸又有所增加.     

Ni-α-Al2O3纳米复合电镀工艺的优选及镀层的硬度和耐蚀性

为了提高Ni-Al2O3纳米复合电镀层的硬度和耐蚀性,以正交试验对镀液温度、电流密度、α-Al2O3纳米粒子质量浓度等因素进行了优选,采用扫描电镜、能谱仪、硬度仪及电化学工作站分别研究了镀层的微观形貌、能谱、硬度和耐蚀性。获得了最优工艺条件:镀液温度65℃,阴极电流密度2 A/dm2,Al2O3加入量为10g/L;在此工艺条件下所得Ni-α-Al2O3纳米复合镀层晶粒细小、表面平整、光滑,显微组织致密、均匀,镀层的硬度及耐蚀性比纯镍镀层均有显著提高。     

聚合物修饰V2O5纳米复合薄膜的性能研究

近年来,利用能与锂等碱金属离子发生拓扑化学反应的V2O5、MoO3等层状氧化物的层间结构特征,将聚合物嵌入层间对其进行修饰来改善界面和层间性质,使材料呈现出许多优异的性能,对这类材料合成、结构、性能和界面行为的研究引起了人们的极大兴趣.本文采用通氧气气氛下熔融淬冷法制备V2O5溶胶,采用聚合物溶液直接嵌入的方法,用PEO(聚氧化乙烯)对V2O5层间进行修饰制成(PEO)0.5V2O5·nH2O纳米复合薄膜,并通过直流电导率测试、循环伏安法、紫外-可见光吸光光谱对其电学、电化学、光学性能进行了研究.结果表明,PEO的修饰使V2O5干凝胶薄膜的电学、电化学、光学性能都发生了较大的变化.     

脉冲电沉积Ni／纳米SiC复合镀层硬度的研究

采用直流和脉冲电镀法制备Ni／纳米SiC复合镀层，用显微硬度计测试了镀层的硬度。实验结果表明，在同一电镀液中，脉冲电镀得到的Ni／纳米SiC复合镀层比直流电镀获得的Ni／纳米SiC复合镀层结晶更细致、硬度更高。     

高频脉冲电镀制备Ni—Co／SiC复合镀层及性能研究

采用高频脉冲电源,在镍钴合金衬底上添加SiC,探索制备镍钴合金碳化硅镀层的最佳条件。较佳工艺条件为：频率80kHz,平均电流密度3A／dm^2,占空比0．24,温度为40摄氏度,添加剂为0．5g／L煮沸30min的十二烷基硫酸钠与1g／L糖精钠。通过SEM、XRD测试结果分析高频脉冲各条件对镀层性质的影响原因,研究了脉冲频率、占空比、电流密度、SiC及添加剂对镀层结构、耐腐蚀性的影响。相比相同条件下未添加SiC的镍钴合金镀层,高频脉冲镀层的孔隙率较低,表面致密均匀,耐腐蚀性较好,高频脉冲电镀Ni-Co／SiC合金镀层的耐腐蚀性随着频率的升高而显著增强。     

Cu含量对脉冲偏压电弧离子镀TiN-Cu纳米复合薄膜硬度的影响

用脉冲偏压电弧离子镀技术在高速钢(HSS)基体上制备了一系列不同Cu含量的TiN-Cu纳米复合薄膜,用EPMA、SEM、GIXRD和纳米压痕等方法分别测试了薄膜的成分、形貌、相组成、硬度和弹性模量,重点考察薄膜成分对其硬度和弹性模量的影响.结果表明,Cu含量对薄膜的硬度和弹性模量影响显著,随着Cu含量的增加,薄膜硬度和弹性模量先增大后减小,在Cu含量为1.28 at％时,硬度和弹性模量达到最大值,分别为45.0 GPa和562.0 GPa.最后对TiN-Cu纳米复合薄膜的非晶-纳米晶强化机制进行了讨论.     

聚乙烯醇/改性纳米纤维素晶体纳米复合薄膜的制备及性能

先用丁二酸酐对纳米纤维素晶体(NCC)进行表面羧基化改性,然后将改性NCC添加到聚乙烯醇(PVA)基体中制备PVA/改性NCC纳米复合薄膜,并进一步热处理制得交联PVA/改性NCC纳米复合薄膜。通过热重分析、差热分析、吸水实验和拉伸实验考察了改性NCC的添加量对薄膜性能的影响,以及加热交联对薄膜性能的影响。结果表明,与纯PVA薄膜相比,添加改性NCC后,薄膜的起始分解温度升高、结晶峰向高温方向移动,吸水率基本不变,力学性能对环境湿度敏感;热处理交联后,薄膜的起始分解温度继续升高、结晶峰也向高温方向移动,吸水率显著降低,力学性能不随环境湿度变化。     

镍基合金基体上离子镀TiN薄膜的制备及性能

在镍基合金Inconel 740H基底上通过多弧离子镀制备Ti N薄膜.控制温度、气体流量、过渡层成分等重要参数,研究其对Ti N薄膜的表面形貌、力学性能以及耐腐蚀性的影响.多弧离子镀沉积过程中,沉积温度分别为200、250、300℃;过渡层成分分别为Al、Cr、Ti;气体流量分别为Ar 5 Sccm∶N240 Sccm,Ar 6 Sccm∶N248 Sccm,Ar 8 Sccm∶N264 Sccm.实验结果表明:在本实验的温度范围内,Ti N薄膜的致密度、结合力以及表面硬度均随着沉积温度的提高而提高;Cr作为过渡层的效果优于Al和Ti,薄膜成分均匀、表面致密,硬度更高,且耐腐蚀性能优异;在Ar、N2流量比一定的情况下,气体流量对Ti N薄膜的表面形貌和力学性能影响不大.本实验的最佳参数是:沉积温度300℃,过渡层成分为Cr,气体流量为Ar 6 Sccm、N248 Sccm.     

纳米La2O3／TiO2复合薄膜的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法在陶瓷基体上制备了纳米La2O3／TiO2复合薄膜。利用XRD研究了La2O3不同复合量对纳米TiO2晶型转化的影响，利用SEM研究了Al2O3底膜对La2O3／TiO2复合薄膜形貌的影响，利用亚甲基兰溶液紫外光降解实验研究了La2O3／TiO2复合薄膜的光催化性能．结果表明：复合0．5％（物质的量）La2O3的TiO2干凝胶经850℃煅烧后仍为锐钛矿（64％（质量分数））占主导的混晶结构，平均粒径在10nm左右；当Al2O3底膜和La2O3／TiO2复合薄膜的厚度分别为4层和3层时，经850℃煅烧后，复合薄膜致密且无微裂纹出现，而且具有佳的光催化性能．     

Microstructure and mechanical properties of nanocrystalline nickel prepared by pulse reverse microelectroforming

Nanocrystalline nickel was produced by pulse reverse microelectroforming. The pulse microelectroforming was also performed for the comparative purposes. The surface morphology and microstructure of electroformed nickel layers were investigated by scanning electron microscopy and X-ray diffractometry. The microhardness of nickel layers was measured with a Vickers microhardness tester. The friction and wear experiments for nickel layers were performed on a friction and wear tester. The results indicate that the nickel layers prepared by pulse reverse microelectroforming exhibit higher density and their grain sizes in the nanometer range. The nickel layers with fine grains, high microhardness and better wear resistance are obtained at positive current density of 20?A/dm² and negative current density of 2?A/dm². The microhardness and wear resistance of nickel layers are improved as the positive and negative current densities are increased.     

高功率脉冲磁控溅射氩氮比对ZrN薄膜结构及性能的影响

采用高功率复合脉冲磁控溅射的方法(HPPMS)在不锈钢基体上制备ZrN薄膜,对比DCMS方法制备的ZrN薄膜,得出HPPMS制备的薄膜表面更平整光滑、致密,既无空洞、又无大颗粒等缺陷。Ar/N对薄膜相结构及硬度、耐磨耐蚀等有较大影响。XRD结果显示,薄膜主要以ZrN(111)和ZrN(220)晶面择优生长,并呈现出多晶面竞相生长的现象。制备的ZrN薄膜的硬度最高可达33.1 GPa,同时摩擦系数小于0.2,耐腐蚀性也有很大提高,腐蚀电位比基体提高了0.27 V,腐蚀电流下降到未处理工件的1/5。存在一个合适的Ar/N比,使得制备的ZrN薄膜具有较好的耐磨性和耐腐蚀性。     

脉冲激光沉积制备的HfO2薄膜的结构与电学性能

采用脉冲激光沉积（PLD）方法在Si（100）基底上制备了有效氧化层厚度为8．6nm，介电常数为29．3的HfO2薄膜．借助C射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）、高分辨透射电镜（HRTEM）分析了样品的微观结构，对电容的C-V与I-V电学特性进行了测试。实验结果表明，该方法制得的HfO2薄膜表面光滑，N2500℃下退火30mm后样品表面粗糙度由0．203nm变为0．498nm，薄膜由非晶转变为简单正交结构，界面层得到有效控制，该栅介质电容具有良好的C-V特性，较低的漏电流密度（4．3×10^-7A/cm^2，@-1V），是SiO2栅介质的理想替代物．     

Optical and electrical properties of ZnO films prepared by URT-IP method

Optical and electrical properties were studied on thin polycrystalline ZnO films (200-nm thick) deposited on glass substrates at 200 °C by a DC-arc ion plating method (URamoto-Tanaka-type ion plating method). Effects of the oxygen flow rate (OFR) on film properties were examined. The resistivity of undoped films changed from 4.2×10⁻³ to 9.6×10⁻¹ Ω cm, corresponding to the carrier concentration of 1.0×10²⁰-1.2×10¹⁸ cm⁻³, depending on the increase in OFR from 0 to 40 sccm. The Hall mobility tends to be the maximum value of 28 cm² (V s)⁻¹ at OFR of 10 sccm. Photoluminescence (PL) spectra exhibited a dominant near-band-edge (NBE) emission together with weak PL bands at 2.2 and 3.2 eV. Intensity of NBE was maximum at OFR of 10 sccm. Intensity of the PL band at 2.2 eV increased with increase in OFR. As a result of Ga-doping, the resistivity decreased and the carrier concentration increased by one order of magnitude. The optical transmittance was more than 90% in 400-1200 nm. The ZnO:Ga (3 and 4 wt.% Ga-doped) thin films with the lowest resistivity of 2.6×10⁻⁴ Ω cm, the highest mobility of 25 cm² (V s)⁻¹, and the highest PL intensity were obtained at OFR of 10 sccm. Further increase of OFR led to the decrease in both mobility and PL intensity.     

The structure and properties of SnS thin films prepared by pulse electro-deposition

SnS films were prepared onto the ITO-coated glass substrates by pulse-form electro-deposition. The potential applied to the substrates was of pulse-form and its “on” potential, V_on was − 0.75 V (vs. SCE )and “off ” potential, V_off was varied in the range of − 0.1-0.5 V. The SnS films deposited at different V_off values were characterized by XRD, EDX, SEM and optical measurements. It shows that all the films are polycrystalline orthorhombic SnS with grain sizes of 21.54-26.93 nm and lattice dimensions of a = 0.4426-0.4431 nm, b = 1.1124-1.1134 nm and c = 0.3970-0.3973 nm, though the V_off has some influence on the surface morphology of the films and Sn/S ratio. When V_off = 0.1-0.3 V, the SnS films have the best uniformity, density and adhesion, and the Sn/S ratio is close to 1/1. The direct band gap of the films was estimated to be between 1.23 and 1.33 eV with standard deviation within ± 0.03 eV, which is close to the theoretical value. The SnS films exhibit p-type or n-type conductivity and their resistivity was measured to be 16.8-43.1 Ω cm.     

EVA/SiO2纳米复合材料的制备与性能研究

采用一步法制备出 EVA/SiO2 纳米复合材料,利用 FESEM、FTIR、SEM 等测试手段表征纳米SiO2 微粒在 EVA 基体中的分散性,并研究其力学性能及流变性能。结果表明 SiO2 微粒以 30~40nm 左右的粒径分散于EVA基体之中,并与 EVA形成化学键合结构,断裂时呈现脆韧双重断裂特征。当纳米SiO2 填充量为1%时,拉伸强度与断裂伸长率分别提高16.1%与11.7%,并以该含量处为转折点先提高后降低。纳米SiO2 微粒填充量在1%~3%范围内,复合熔体的表观粘度低于纯 EVA,熔点变化较少,加工流动性得到改善。     

退火温度对SmCo永磁薄膜微结构及磁性能的影响

采用直流磁控溅射法制备SmCo薄膜,研究了退火温度对薄膜微结构及磁性能的影响。XRD分析结果表明,当退火温度为600℃时,SmCo5相析出,而Sm2Co17相在700℃析出。SEM照片可看出,退火温度高于900℃时,六方柱状的SmCo5相和菱方状的Sm2Co17相全部析出。随着退火温度的升高,晶粒尺寸增大,当温度达940℃时,晶粒尺寸减小,而在980℃时,晶粒尺寸又将增大。VSM测试表明,与制备态的薄膜相比,退火后的薄膜在垂直于膜面方向的矫顽力、剩余磁化强度及最大磁能积都增大。960℃时得到矫顽力和剩余磁化强度的最大值,800℃时得到最大磁能积的最大值。     

PBII制备TiNx/DLC多层膜的结构及摩擦学性能

采用等离子体基离子注入技术在30CrMnSi钢上制备了TiNx/DLC多层膜，通过X射线光电子谱和激光喇曼光谱测试分析了膜的结构特征，TiNx/DLC膜大气下的摩擦性能和在球盘式摩擦磨损试验机上进行。结果表明：DLC膜的结构强烈依赖于基权脉冲偏压，－5kV制得的DLC膜具有较多的C－H键结构，因而硬度最低，仅有8.3GPa；而-15kV的DLC膜由于含有较多的sp^3键，获得了最高的显微努氏硬度（23.6GPa)。DLC膜与GCr15钢球大气下的摩擦因数为0.17左右，其磨损性能由于TiNx，过渡层引入而显著提高。