工艺参数对脉冲电沉积Ni-TiN纳米镀层微观组织和性能的影响

电沉积技术是一种方便、高效、低成本制备金属基纳米镀层的方法,其工艺参数直接决定金属基纳米镀层的微观组织及性能。为系统研究电沉积工艺参数对金属基纳米镀层表面形貌、显微组织、力学性能及耐磨损性能的影响规律,本实验采用脉冲电沉积制得Ni-TiN纳米镀层,并利用透射电镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)、摩擦磨损试验机研究了工艺参数对Ni-TiN纳米镀层的显微结构、显微硬度和性能的影响。结果表明,当电流密度为4A/dm~2时,Ni-TiN纳米镀层的显微硬度为984.7HV,TiN微粒复合量为8.69%(质量分数)。采用不同脉冲频率制得的Ni-TiN纳米镀层,其晶面原子呈现不同方向的面心立方晶格结构。当脉冲频率为200Hz时,Ni-TiN纳米镀层中Ni和TiN的平均粒径分别为87.2nm和34.6nm。当脉冲占空比为20%时,Ni-TiN纳米镀层的显微硬度为980HV,其平均磨损量为7.56mg/mm2。     

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.     

纳米金刚石复合镀层制备工艺的研究

纳米金刚石复合镀层具有金刚石和纳米颗粒的双重特性,应用前景广阔.采用复合电镀法制备了Ni-纳米金刚石复合镀层,考察了阴极电流密度、镀液pH值以及搅拌强度对纳米复合镀层显微硬度的影响,并分析了Ni-纳米金刚石复合镀层的共沉积过程.结果表明,选择适当的共沉积工艺参数,可以制备出同底材结合牢固,金刚石微粒弥散较均匀的高硬度纳米复合镀层,基质Ni中金刚石粒子的含量与镀面的机械俘获粒子的能力有关.     

表面活性剂对Ni-SiC复合镀层性能的影响

表面活性剂能改善复合镀层的性能,过去对离子型和非离子型表面活性剂影响复合镀层性能的研究报道不多.为此,利用电子探针分析仪、电化学分析方法以及摩擦磨损试验,系统地研究了表面活性剂对Ni-SiC复合镀层性能的影响.结果表明:非离子表面活性剂不易使微粒与基体金属发生共沉积,对沉积速度有一定的抑制作用;阳离子表面活性剂能够增加镀层中SiC粒子的含量,当浓度为0.12 g/L时SiC粒子含量最高,随着镀层中SiC离子含量的增加镀层的硬度增加,耐磨性能提高,其中XCG阳离子表面活性剂效果最好;非离子表面活性剂与阳离子表面活剂的协同作用,进一步促进了镀层中SiC微粒的共沉积,改善了复合镀层的性能.     

Au/纳米SiC颗粒复合镀层的制备工艺及性能

研究了纯铜表面Au/纳米SiC颗粒复合镀层的制备工艺,特别是镀液中SiC悬浮量及阴极电流密度对复合共沉积的影响.通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)等对镀层的形貌、成分、结构组成进行了分析,结果表明镀层中复合了一定量的纳米SiC.显微硬度结果显示,复合镀层的显微硬度较纯金镀层有很大的提高.     

脉冲电流密度对Ni-SiC镀层微观结构和显微硬度的影响

采用脉冲电沉积方法,在压缩机阀片表面制备Ni-SiC镀层。利用原子吸收分光光度计、透射电镜和硬度计研究脉冲电流密度对Ni-SiC镀层SiC粒子复合量、微观结构和显微硬度的影响。结果表明,随着脉冲电流密度的增大,Ni-SiC镀层SiC粒子的复合量先增加后略有降低。在脉冲电流密度为7A/dm2时,镀层SiC粒子的复合量高达9.92%(质量分数)。脉冲电流密度为7A/dm2时,镀层致密、晶粒细小,SiC粒子均匀分布于镀层中,且团聚现象较少。当脉冲电流密度为7A/dm2时,镀层的显微硬度高达842.9Hv。     

Ni-SiC脉冲电镀工艺对SiC共沉积量及镀层耐磨性的影响

采用脉冲电镀法制备了Ni-SiC复合镀层,考察了镀液中SiC质量浓度、脉冲平均电流密度、镀液pH值对复合镀层中SiC共沉积量及镀层耐磨性能的影响.结果表明:电镀工艺参数的改变影响镀层中SiC的共沉积量以及复合镀层的耐磨性.选择适当的工艺参数,可以制备出SiC共沉积量高、微粒弥散较均匀的耐磨复合镀层.复合镀层的抗磨性能不仅与硬质微粒的共沉积量有关,而且与微粒在镀层中分布的均匀性有很大关系,在共沉积量相同的情况下,微粒的分散性越好,镀层的抗磨损性能就越好.     

Ni-Al2O3复合镀工艺及镀层性能的研究

介绍了Ni-Al2O3耐磨复合镀的制备工艺,讨论了工艺参数对镀层质量的影响.研究表明,电流密度增大不利于提高镀层中纳米颗粒的含量,pH值增大会使复合含量降低,电镀时适当搅拌或适当改变搅拌方式可以使复合镀层中的纳米颗粒含量提高.Al2O3颗粒的加入能有效阻止镍晶粒的生长,且在颗粒附近复合镀层的硬度比镀纯镍成倍的提高,Al2O3颗粒越细小作用越明显.目的是提高不锈钢表面的耐磨性,制备的复合镀层耐磨性高于镀纯镍.确定了适宜的工艺范围:纳米粉体质量浓度为10～20 g/L,电镀时间10～15 min,电流密度1.5～2.0 A/dm2,pH值为4.0～5.0,机械搅拌速度120 r/min,超声波功率200 W,电镀温度45℃.     

调制电流对电镀Ni-SiC复合膜性能的影响

研究了在调制电流作用下Ni SiC复合镀膜的成分和性能 ,包括SiC沉积量、镀膜显微硬度、延展性和耐磨性等。通过控制电流密度以 0 .2A/dm2 ·min速率从 8A/dm2 连续衰减到 2A/dm2 ,可从瓦特液中获得比恒流电镀镀膜性能更优SiC梯度镀膜。当施加脉冲电流且脉冲幅值与基值比为 8∶2 (A/dm2 )、占空比为 1/ 6∶10 / 6(min)时 ,镀膜耐磨性和显微硬度均最优     

不同沉积方式对Ni-W/SiC复合镀层组织及摩擦性能的影响

为提升Ni-W/SiC复合镀层表面性能,利用电沉积技术在304不锈钢表面制得Ni-W/SiC复合镀层,对比分析脉冲电沉积法、喷射电沉积法和超声-喷射电沉积法3种不同沉积方式对镀层组织与性能的影响。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、和原子力显微镜(AFM)观察镀层表面形貌并分析表面粗糙度及元素组成,通过X射线衍射仪(XRD)分析镀层的物相组成并计算晶粒尺寸。利用显微硬度计和摩擦磨损试验机对镀层进行显微硬度和摩擦性能研究。结果表明,按照脉冲、喷射和超声-喷射电沉积的顺序,Ni-W/SiC复合镀层的孔隙率、粗糙度、晶粒尺寸、磨损量、摩擦系数依次降低,而镀层平整度和显微硬度依次增加。超声-喷射电沉积Ni-W/SiC复合镀层显微硬度为626.3 HV,其磨损失重为1.1 g。相较于脉冲电沉积和喷射电沉积Ni-W/SiC复合镀层,超声-喷射电沉积Ni-W/SiC复合镀层磨痕深度更浅,磨痕轨迹更宽,展显出更好的耐磨损性能。     

阴极电流密度对Ni-SiC复合镀层性能的影响

随着现代工业的发展,材料的单一功能已难以满足要求,为此,采用复合电沉积技术,沉积含有弥散硬质相SiC的复合镀层.研究了当pH值、阴阳极间距及面积比一定时,阴极电流密度与温度的关系,阴极电流密度对沉积速度、内应力、镀层硬度及SiC含量的影响.试验结果表明,当阴极电流密度在8～10A/dm2时,镀层沉积速度大,SiC含量较高,硬度高,内应力较小.本试验为完善Ni-SiC复合电镀工艺提供了试验数据.     

FCVI工艺制备SiCf/SiC复合材料结构与性能研究

采用热梯度强制流动化学气相渗积（FCVI）工艺制备SiCf/SiC复合材料，测试了复合材料的性能。制备的复合材料密度达到2.3g/cm3，强度为291 MPa，断裂韧性为11.4 MPa*m1/2。运用SEM，TEM，X射线衍射等分析手段对复合材料的微观结构进行了表征。结果表明：渗积的基体材料为β-SiC，晶粒尺寸为亚微米级，结晶度良好。通过对断口形貌的观察，分析了增韧机制。，SiCf/SiC composite was fabricated by forced flow thermal-gradient chemical vapor infiltration (FCVI). The density of composite is 2.3g/cm3.The flexural strength and fracture toughness of SiCf/SiC compsites were tested: the flexural strength is 291 MPa, the fracture toughness is 11.4 MPa*m1/2. The microscopy structure was characterized by SEM, TEM and X-ray diffraction. The results show that SiC matrix fabricated by FCVI is β-SiC, which has sub-micron grain size and good crystallinity.And the toughening mechanism was also investigated by morphology of the fractrue surface.     

时效对SiCw／Al—Li—Cu—Mg—Zr复合材料组织和性能的影响

对挤压铸造法制备的ＳｉＣｗ／Ａｌ－Ｌｉ－Ｃｕ－Ｍｇ－Ｚｒ复合材料经１９０℃时效不同时间的微观组织和性能进行了研究，结果表明，复合材料在该时效温度下的主要沉淀强化相为δ′相，第二强化相为Ｓ′相，复合材料中的高密度位错促进了δ′相的长大和Ｓ′相的沉淀析出过程，时效对复合人有明显的强化作用，而对复合材料拉伸断口的影响甚微。     

镍-铁-磷/金刚石复合沉积工艺与性能研究

以三元合金为基体的复合电沉积层综合了一般耐磨镀层的性能和所镶嵌的固体微粒的性能.为开发新型多元非晶态合金耐磨复合沉积层,以复合沉积层耐磨减摩性为主要衡量指标并综合考虑其他性能指标,用正交试验法进行了镍-铁-磷/金刚石复合电沉积工艺与性能的研究.结果表明,在试验所采用的复合电沉积工艺控制范围内,可获得金刚石微粒弥散分布的镍-铁-磷/金刚石复合电沉积层,通过调整沉积工艺参数,能得到不同金刚石微粒复合量的复合电沉积层;在镀态下该复合沉积层(基质)呈非晶态结构;较佳综合性能复合层的电沉积工艺参数为:镀液中金刚石微粒(0.5～1.0 μm)含量6 g/L;NaH2PO2·H2O含量2 g/L;FeSO4·7H2O含量70 g/L,其对制备具有良好摩擦学特性的镍-铁-磷/金刚石复合沉积层具有重要的参考价值.     

热障陶瓷基复合涂层的显微组织分析

本文通过电子显微镜和X衍射分析仪对陶瓷基复合耐热涂层(Al_2O_3-FNA_1-Cu)的显微组织进行了研究。着重分析了火焰喷涂陶瓷基复合粉末涂层的扩散反应和液相烧结,以及晶粒细小等特征。文中还讨论了这些显微结构特征对徐层结合强度、耐热性能和抗热震性能等的影响。     

化学镀Ni-P-SiC镀层的微观组织结构特征

对化学镀Ni-P-SiC复合镀层的微观组织结构特征进行了研究，结果表明，SiC微粒弥散分布在复合镀层中，Ni-P合金主要作为粘结金属包络着SiC微粒，两之间存在电子转移，发生了界面反应，反应扩散层为10^-1nm级，界面结合紧密，无孔隙和裂纹等缺陷。元素存在形态主要表现为Ni和P以单质的形式存在，Si以共价健SiC的形式存在，Ni－Ni之间以金属键进行结合。     

ZrO2纳米颗粒在Ni-ZrO2复合镀层中的分散性对镀层结构及性能的影响

研究了ZrO2纳米颗粒以单分散态和团聚态在Ni-ZrO2复合镀层中存在时,对Ni-ZrO2复合镀层结构与性能的影响.采用复合电沉积方法,分别在加有和未加有分散剂的条件下,制得了Ni-ZrO2复合镀层.扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析表明,利用分散剂MZS可以得到ZrO2纳米颗粒在Ni基质上均匀单分散的Ni-ZrO2纳米复合镀层.而未使用分散剂的复合镀层,ZrO2纳米颗粒在镀层中发生团聚,分散性差.ZrO2纳米颗粒在Ni-ZrO2复合镀层中的分散态不同,也将影响镀层中Ni的结晶择优取向.ZrO2纳米颗粒单分散的纳米复合镀层较ZrO2纳米颗粒团聚态的复合镀层的硬度大大提高.     

三基色镍基自敏复合涂层的制备及其性能研究

检测耐腐蚀涂层在腐蚀环境下的完整性, 对预测涂层工作寿命至关重要。通过电化学沉积法成功地将三基色无机荧光颗粒: BaMgAl₁₁O₁₇: Eu²⁺(蓝粉), Y₂O₃: Eu³⁺(红粉), CeMgAl₁₁O₁₉: Tb³⁺(绿粉)与金属镍复合, 在瓦特光亮镀镍浴中沉积出具有三基色指示功能的镍基自敏复合涂层。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、表面轮廓仪、维氏硬度计、荧光发射光谱和电化学测试手段分别对涂层组织形貌结构、润湿性、沉积率、硬度、发光性能及自敏性能进行了检测, 结果表明, 阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和非离子表面活性剂聚乙二醇(PEG)可以有效提高三基色荧光粒子沉积率。三种荧光粒子与金属镍之间表现出不同的润湿性和匹配性, 使得其在镍基复合涂层中具有不同的作用: Y₂O₃: Eu³⁺荧光粒子改变了涂层结晶取向, 且使晶粒细化, BaMgAl₁₁O₁₇: Eu²⁺使涂层组织呈现节瘤状, Y₂O₃: Eu³⁺和CeMgAl₁₁O₁₉: Tb³⁺粒子明显提高了涂层硬度。三基色荧光粒子在腐蚀前后表现出不同的发光特性, 可以有效指示出涂层工作周期内的完整性, 起到良好的自敏检测作用。     

Ni-Fe-P/金刚石复合电沉积层组织结构的研究

对Ni-Fe-P/Diamond复合电沉积层的组织结构进行了研究，沉积层X－射线衍射及环境扫描电镜与沉积层组织结构点，面成分能谱分析结果表明，在试验所进行的镀覆工艺控制范围内，可获得表面平整，光滑，金刚石微粒均匀分布且具有中度的非晶态复全电沉积层；共沉积在Ni-Fe-P合金中的金刚石微粒基本不影响基质合金组织结构的无序度；复合电沉积层中金刚石微粒按“阳离子吸会－包覆”机理共沉积入复合层中。     

SiC含量对激光熔覆SiC/Ni60A复合涂层显微组织和耐磨性能的影响

利用LDM2500-60半导体激光器在45#钢板上制备SiC颗粒增强Ni60A合金激光熔覆涂层,系统研究SiC含量对涂层的显微组织、稀释率、耐磨性、摩擦因数和显微硬度的作用规律。结果表明:随着SiC含量增加,熔覆表层的微观组织细化,稀释率、耐磨性、摩擦因数和硬度均先增加后降低;当SiC含量为20%(质量分数,下同)时,熔覆层的耐磨性能最佳,磨损量仅为0.0012g,为基体磨损量的1/36.3;摩擦因数最小为0.464,且磨损过程最为平稳;熔覆层平均硬度值最高,达到1039.9HV0.2,为基体的3.5倍;但当SiC含量达到25%时,熔覆层的显微硬度与耐磨性能反而下降。