基于电铸技术的Ni-ZrO2纳米复合材料制备工艺

在镀液的pH值、温度和搅拌速度一定的条件下，分析了镀液中纳米ZrO2颗粒悬浮量和阴极电流密度等工艺参数对Ni-ZrO2复合电铸层中纳米ZrO2复合量的影响。运用正交试验法优化了对复合沉积层中纳米ZrO2复合量j舒较大影响的各工艺参数，同时用SEM对纳米复合电铸层进行了表面形貌和成分的能谱分析。结果表明，由优选工艺参数所制备的Ni-ZrO2纳米复合电铸层。表面平整光滑，组织均匀、致密，并且其显微硬度较纯镍镀层有明显提高。     

镍-氧化锆纳米复合电铸层微观形貌影响因素的分析

用SEM分析了诸如电铸时间、电流密度、镀液中纳米ZrO2颗粒悬浮量、电流形式和阴极表面粗糙度等因素对Ni-ZrO2纳米复合电铸层微观形貌的影响.结果表明,电铸时间、阴极电流密度以及镀液中纳米ZrO2悬浮量对纳米复合电铸层微观形貌有一定程度的影响,采用脉冲电沉积工艺有助于获得表面光滑平整、显微组织均匀致密的纳米复合电铸层.     

超声波对Ni-CeO2纳米复合电铸层微观结构和性能的影响

采用扫描电镜和X射线衍射分析Ni-CeO2纳米复合电铸层的表面形貌和结晶取向,研究超声波对电铸层显微硬度和耐磨损性能的影响.结果表明:由于电铸过程中引入的超声波的强力搅拌作用、超声空化效应和声流扰动效应,可以有效抑制CeO2纳米颗粒在镀液中的团聚,并促使其在电铸层中均匀分布,进一步细化了Ni结晶晶粒;超声波的引入可促进Ni晶体沿(111)和(220)晶面方向的生长,改变电铸层的结晶取向;与无超声波作用相比,超声波作用下制备的纳米复合电铸层显微硬度高、耐磨损性能优良,在CeO2添加量为40 g/L时所制备的纳米复合电铸层的显微硬度最高、磨损率最低.     

Ni-ZrO2纳米复合电铸层组织结构及磨损形貌

通过复合电铸工艺制备Ni-ZrO2纳米复合电铸层,用SEM和TEM对其表面形貌、组织结构进行了分析。研究了镀液中纳米颗粒悬浮量对纳米复合电铸层在干摩擦状态下耐磨性的影响,并观察了纳米复合电铸层磨损后的表面形貌,探讨了磨损机理。结果表明:纳米ZrO2颗粒细化了基质金属的晶粒,使复合电铸层表面光滑平整;复合电铸层由微Ni单晶和多晶以及ZrO2颗粒所组成;纳米颗粒的强化作用使复合电铸层表现出优良的耐磨性,耐磨性的高低取决于纳米颗粒的复合量。     

结晶器铜板表面耐磨纳米复合镀层的制备及性能

目的提高连铸坯质量,延长结晶器的服役时间,节约铜资源。方法采用纳米复合镀技术在结晶器铜板表面制备了Ni/Al_2O_3纳米复合镀层,并通过扫描电镜(SEM)观察了复合镀层表面形貌。采用单因素变量法研究了镀液中纳米Al_2O_3添加量、阴极电流密度及镀液温度等对纳米复合镀层显微硬度的影响。对结晶器铜板表面的纯Ni镀层和纳米复合镀层进行了摩擦磨损实验。结果在结晶器铜板表面制备出了高硬度、耐磨损的纳米复合镀层。随着镀液中纳米颗粒添加量的增加,镀层的硬度先升高后降低,且当纳米颗粒添加量为40 g/L时,复合镀层的显微硬度达到最大值384HV。因镀液中纳米颗粒的存在,随着电流密度和镀液温度的变化,纳米复合镀层的硬度变化不大。在相同的摩擦磨损条件下,纳米复合镀层和纯Ni镀层的摩擦系数分别约为0.41和0.7,纳米复合镀层的磨损量约为纯Ni镀层的1/2。结论在Ni基镀层中加入纳米Al_2O_3材料,能显著地提高复合镀层的硬度、耐磨损性能。     

电铸Ni-CeO2纳米复合材料的工艺研究

用电铸法制备了Ni-CeO2纳米复合材料，考察了镀液中CeO2纳米颗粒浓度、阴极电流密度、镀液温度对纳米复合材料中CeO2含量及纳米复合材料显微硬度的影响，对纳米复合材料的表面形貌进行了分析。结果表明，制备Ni-CeO2纳米复合材料的最佳工艺条件为纳米颗粒添加量为40g／L，阴极电流密度为4A／dm^2，镀液温度为55℃，pH值为3．8；在最佳工艺条件下可得到CeO2质量分数为8．5％的Ni-CeO2纳米复合材料，其表面光滑平整、组织均匀致密，且显微硬度HV达到598，较纯镍有显著提高。     

利用脉冲电铸技术制备含纳米颗粒的梯度功能材料

为探讨利用脉冲电沉积技术制备含有纳米颗粒的梯度功能材料,分析了脉冲电沉积过程中的主要工艺参数,研究了占空比对复合电铸层表面形貌的影响,通过控制电沉积时间和镀液中纳米ZrO2悬浮量制备了纳米复合电铸层,并对其横截面进行了SEM观察和组成成分测定.结果表明:通过控制脉冲复合电铸过程中的工艺参数可以制备出由纳米颗粒复合量变化而导致其组织成分呈梯度分布的纳米功能梯度材料,由此得到利用脉冲电铸技术制备含有纳米颗粒的FGM的新工艺.     

纳米SiC颗粒对微米Ni-SiC复合镀层性能的影响

采用双脉冲复合电镀技术,在瓦特型镀液中,制备了含微/纳米SiC颗粒的Ni基复合镀层,研究镀液中纳米SiC添加量对复合镀层微观形貌、摩擦性能和抗氧化性能的影响。结果表明:在SiC颗粒(5μm)浓度为10 g/L的镀液中,添加纳米SiC和Ni-SiC复合镀层镍择优取向由晶面(200)转变为晶面(111);当SiC(40μm)浓度为4.0 g/L时,复合镀层显微硬度最大,为456 HV;复合镀层摩擦因数最小,平均值为0.28,为微米复合镀层的1/2;经900℃氧化100 h后,氧化质量增加为6.025 mg/cm2,为微米复合镀层的1/3。     

Ni-SiC复合电铸层内应力实验研究

提出通过掺杂SiC颗粒来减小Ni微电铸层内应力的新方法,基于UV-LIGA工艺制作了纯镍电铸层和Ni-SiC复合电铸层,采用X射线衍射法测量微电铸层的内应力,分析SiC颗粒对微电铸层内应力的影响效果。利用L_9(3~4)正交试验考查了铸液中SiC浓度、电流密度、搅拌转速及电铸温度等工艺参数对复合电铸层内应力的影响。结果表明:掺杂SiC颗粒能有效减小微电铸层内应力,电流密度和铸液中SiC浓度对内应力的影响大于搅拌转速和电铸温度。复合电铸层内应力实验的最优工艺参数为:SiC浓度20 g/L,电流密度1 A/dm~2,磁力搅拌转速600 r/min,电铸温度50℃。     

Ni-P-SiC复合镀液中颗粒含量对镀层组织及性能的影响

研究了Ni—P—SiC化学复合镀液中颗粒含量对镀层组织和性能的影响，确定了合理的工艺配方，测试了复合镀层的硬度、耐磨性能；研究了热处理对镀层组织、性能的影响。结果显示，热处理后镀层硬度最高可达1200HV，并且具有较高的耐磨性。     

纳米ZrO2含量对Ni/ZrO2刷镀层组织和硬度的影响

采用电刷镀技术制备了Ni/ZrO2纳米复合刷镀层,对镀层的表面组织结构、显微硬度进行了观察、测定和分析.结果表明:当镀液中纳米ZrO2颗粒含量为20 g/L时,复合镀层的形貌最为平整致密,晶粒最为细小,硬度达到峰值(581.4 HV);随着热处理温度的升高,Ni/ZrO2纳米复合镀层的显微硬度呈现先升高后下降的趋势,在250℃时达到极大值(688.9 HV),表现出较好的耐高温软化性能.     

CO2超临界流体中制备镍基复合电铸层的微观组织和显微硬度

简单介绍CO2超临界流体(SCF-CO2)复合电铸的实验方法,采用扫描电镜(SEM)、数字显微硬度计对Ni-A12O3和Ni-金刚石复合电铸进行研究,分析SCF-CO2环境下制备的Ni-Al2O3复合电铸层(N1)和Ni-金刚石复合电铸层(N2)的表面微观组织,探讨强化颗粒(纳米A12O3和微米金刚石颗粒)、压力对N1和N2显微硬度的影响.结果表明,SCF-CO2环境下制备的N1表面光亮、平整,A12O3颗粒的分散效果好;随着Al2O3颗粒添加量增加,N1的显微硬度先逐渐上升后快速下降,在其添加量为60g/L、压力为14 MPa时,N1显微硬度最大,为11.4 GPa,是大气环境下制备的Ni-A12O3复合电铸层的2倍多,此时Nl中Al2O3颗粒的复合量为9.9％(质量分数).SCF-CO2环境下制备的N2表面含有黑色金刚石颗粒、微观组织呈胞状均匀分布;随着金刚石颗粒添加量增加,N2的显微硬度呈现先快速上升后逐渐下降的趋势,在金刚石颗粒添加量为60 g/L、压力为10MPa时,显微硬度最大,可达到9.1 GPa,当压力高于14 MPa后,N2的显微硬度快速下降.     

纳米颗粒增强Ni基复合镀渗层的腐蚀与

采用复合镀渗工艺,对316L不锈钢表面刷镀的两种纳米陶瓷颗粒(非晶纳米SiO2(n-SiO2)和纳米SiC(n-SiC)颗粒)增强的复合镀层进行双辉Ni-Cr-Mo-Cu多元共渗处理,成功地在316L不锈钢表面制备了纳米颗粒增强Ni基合金层。利用XRD、SEM和TEM对两种复合镀渗层的微观组织进行观察,采用极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)和冲刷腐蚀试验对两种复合镀渗层的耐蚀性和耐冲蚀性能进行研究。对两种颗粒增强的复合镀渗层的微观组织分析结果表明:在双辉多元共渗工艺(1000℃)条件下,电刷镀含n-SiO2颗粒的复合镀渗层中的SiO2颗粒仍保持非晶态;而电刷镀含n-SiC颗粒的复合镀渗层中的SiC颗粒已完全分解并与基体合金元素发生反应,导致在晶内析出三元硅化物Cr6.5Ni2.5Si和沿晶界析出碳化物Cr23C6。在3.5%NaCl(质量分数,下同)溶液中的电化学腐蚀实验结果表明:SiO2颗粒增强的复合镀渗层存在明显的钝化区,点蚀电位和维钝电流密度与Ni基合金渗层的十分接近,而电刷镀含SiC颗粒增强的复合镀渗层处于活化状态,但其耐蚀性能仍略强于不锈钢;两种复合镀渗层的EIS图谱均呈现单容抗弧特征,与Ni基合金渗...     

纳米颗粒对复合电铸层中基质金属择优取向的影响

通过直流复合电沉积和脉冲复合电沉积分别制备出纳米复合电铸层,探讨了复合电铸层中纳米颗粒复合量对基质金属晶面取向的影响.结果表明,纳米颗粒的存在改变了基质金属镍的晶体择优取向.当复合电铸层中纳米颗粒的复合量较少时,基质金属Ni沿(200)晶面结晶取向较强,而当复合电铸层中ZrO2复合量较大时,基质金属Ni的择优取向不明显.     

Ni-P-TiN(纳米)化学复合镀层研究

为了提高AZ31镁合金的耐磨性能并扩大其在相关领域的应用,采用化学复合镀技术在AZ31镁合金基体上制备了Ni-P—TiN（纳米）复合镀层,同时制备Ni—P镀层进行比较。研究了复合镀层形貌、成分、硬度和耐磨性能与镀液中纳米TiN颗粒含量的关系。结果表明,复合镀层和Ni—P镀层表面都是由胞状物排列而成;纳米TiN颗粒沉积于Ni—P—TiN（纳米）复合镀层中。当镀液中纳米TiN颗粒浓度为3g／L时,复合镀层硬度达最大值,为826HV,而Ni—P镀层只有508HV;同时复合镀层表现出优异的耐磨性能,在同等条件下其磨损失重只有Ni—P化学镀层的25％。     

黑Cr-C纳米复合功能镀层的制备及影响因素

研究镀液中纳米C颗粒浓度、电流密度、温度、搅拌方式等对复合电沉积Cr-C镀层性能的影响.利用扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）分析镀层表面显微组织及相结构,利用显微硬度计对复合镀层进行显微硬度测试.结果表明,调整工艺参数可获得表面结晶均匀致密的黑Cr-C纳米复合镀层,显微硬度最高达10.8 GPa,镀层中颗粒体积分数最高达8.82%.电沉积复合镀最佳工艺参数是：电流密度为100 A/dm2、温度为15 ℃、镀液中纳米C颗粒含量为10 g/L,采用超声波分散辅助慢速机械搅拌.     

电刷镀WC_p/Ni复合镀层组织与磨损特性

采用电刷镀技术制备了含有微米WC/Ni复合镀层,分析了该复合镀层的微观组织,测试了该镀层的显微硬度和摩擦磨损性能,研究了微米颗粒沉积量对镀层摩擦磨损性能的影响。结果表明,随着镀液中WC颗粒含量的增加,复合镀层的组织趋于细化,WC/Ni复合镀层较快镍镀层具有更高的显微硬度和良好的耐磨性,含量在30 g/L时达到最大。     

热处理对Ni-ZrO2纳米复合电铸层显微硬度的影响

利用SEM分析纯镍电铸层,以及用直流和脉冲工艺所制备纳米复合电铸层的表面形貌,测定常温下和经过不同温度热处理后纳米复合电铸层的显微硬度,探讨纳米复合电铸层的强化机理.结果表明,纳米复合电铸层的表面形貌不同干纯镍铸层,并且其显微硬度明显提高.纳米复合电铸层的强化机理主要是细晶强化机制、弥散强化机制和高密度位错强化机制.由于再强化效应的作用,经过热处理后的纳米复合电铸层,尤其是由脉冲电沉积所得纳米复合电铸层.其显微硬度的提高程度尤为明显.     

电刷镀WCp/Ni复合镀层组织与磨损特性

采用电刷镀技术制备了含有微米WC/Ni复合镀层,分析了该复合镀层的微观组织,测试了该镀层的显微硬度和摩擦磨损性能,研究了微米颗粒沉积量对镀层摩擦磨损性能的影响.结果表明,随着镀液中WC颗粒含量的增加,复合镀层的组织趋于细化,WC/Ni复合镀层较快镍镀层具有更高的显微硬度和良好的耐磨性,含量在30 g/L时达到最大.     

超声场中镍-氧化铈纳米复合材料的电铸工艺

采用电铸方法在超声场中制备了Ni-CeO2纳米复合材料,研究了超声波功率、CeO2纳米颗粒添加量、阴极电流密度对纳米复合材料中CeO2含量的影响,考察了超声波作用下的电铸速率和电流效率,并对纳米复合材料表面形貌和显微硬度进行了检测.结果表明,超声场中制备Ni-CeO2纳米复合材料的最佳工艺参数:超声波功率为300 W,频率为28 kHz,CeO2纳米颗粒添加量为40 g/L,阴极电流密度为6 A/dm2,镀液温度范围在45～60 ℃,在最佳工艺条件下可获得CeO2质量分数为3.0 %的Ni-CeO2纳米复合材料;与无超声作用时制备的Ni-CeO2纳米复合材料相比,其表面形貌更平整、组织更致密、晶粒更细小.在电铸中引入超声波,可抑止纳米颗粒的团聚,促进纳米颗粒与基体金属均匀共沉积,进一步细化晶粒;并且可以提高电铸速率和电流效率,明显提高纳米复合材料的显微硬度.