镀液中石墨烯含量对镍–磷–石墨烯化学复合镀层耐磨性的影响

将石墨烯(50~250mg/L)加入传统的化学镀Ni–P合金镀液(由30g/LNiSO_4·6H_2O、25g/LNaH_2PO_2·H_2O、15g/L乙酸钠、15g/L柠檬酸钠、25mg/L乳酸和15mg/L醋酸铅组成,pH=4.3~5.1)中,在45钢表面得到Ni–P–石墨烯化学复合镀层。采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析了从不同石墨烯质量浓度的镀液中所得Ni–P–石墨烯复合镀层的表面形貌和结构,采用多功能材料表面性能测试仪考察了复合镀层的耐磨性。结果表明,所得Ni–P–石墨烯化学复合镀层为非晶态结构。当镀液中石墨烯的质量浓度为100mg/L时,Ni–P–石墨烯复合镀层的表面平整、均匀、致密,耐磨性最优。     

镍–磷–石墨烯化学复合镀层的耐磨和耐蚀性能

在45钢上制得镍–磷–石墨烯化学复合镀层,镀液配方和工艺条件为:NiSO_4·6H_2O 30g/L,NaH_2PO_2·H_2O 25g/L,乙酸钠15g/L,柠檬酸钠15g/L,乳酸25mg/L,乙酸铅15mg/L,石墨烯100mg/L,APEO80mg/L,pH4.6,温度82°C,超声波功率150W,时间2h。利用扫描电镜分析了复合镀层的表面形貌,采用多功能材料表面性能测试仪对复合镀层的摩擦磨损行为进行研究,通过塔菲尔曲线和电化学阻抗谱测量研究了其在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明,镍–磷–石墨烯复合镀层属于非晶态结构,石墨烯均匀地嵌埋在基质镀层中,使镍–磷–石墨烯复合镀层的显微硬度、耐磨性和耐蚀性均显著提高。     

pH对化学复合镀镍–磷–聚四氟乙烯性能的影响

考察了pH对45钢上化学复合镀Ni–P–聚四氟乙烯(PTFE)沉积速率和镀层孔隙率、磷含量、表面形貌、耐蚀性、显微硬度和摩擦因数的影响。镀液组成和工艺条件为:NiSO_4·6H_2O 25 g/L,NaH_2PO_2·H_2O 30 g/L,无水乙酸钠20 g/L,柠檬酸20 g/L,硫脲2 mg/L,氟碳型表面活性剂18 mg/L,PTFE 1.0 g/L,温度85℃,时间1 h。pH为5.0时,沉积速率为15.93μm/h,所得为高磷(质量分数8.34%)复合镀层,其显微硬度为163.3 HV,摩擦因数0.25,能耐中性盐雾腐蚀24.5 h。     

纳米化学复合镀镍–磷–氧化铝工艺

通过正交试验对45钢上复合化学镀Ni–P–Al2O3的工艺条件进行优化,得到的最佳工艺条件为:NiSO4·7H2O 25 g/L,NaH2PO2·H2O 30 g/L,CH3COONa 15 g/L,NaF 0.4 g/L,乳酸20 mL/L,硫脲20 mg/L,十二烷基磺酸钠0.1 g/L,纳米α-Al2O35 g/L,温度90°C,pH 4.8,时间2 h,转速300 r/min。分别采用扫描电镜、能谱仪、维氏硬度仪和电化学工作站对镀层的微观形貌、组成、显微硬度以及耐蚀性进行表征。在最优工艺下制备的Ni–P–Al2O3复合镀层,Al2O3微粒分布均匀,结构致密,显微硬度为204 HV,耐蚀性均优于Ni–P镀层。     

激光诱导ABS塑料表面化学镀镍–磷–铜合金及其电磁遮蔽性能

先在ABS塑料表面涂覆10 g/L NiSO_4·6H_2O+40 g/L NaH_2PO_2·H_2O混合溶液进行预活化,再采用光斑直径为1 mm和波长为450 nm的激光(功率1 W)在5 mm/s的速率下进行活化,最后在以下条件下化学镀Ni–P–Cu合金:Ni SO_4·6H_2O 28 g/L,CuSO_4·5H_2O 0.04 g/L,NaH_2PO_2·H_2O 20 g/L,乳酸20 g/L,CH_3COONa·3H_2O 15 g/L,硫脲0.9 mg/L,pH 5,温度80°C,时间30 min。激光活化后的ABS塑料表面形成了一层具有催化作用的活性镍微粒。随后化学镀所得Ni–P–Cu合金镀层均匀、致密,与基体间结合良好,电磁屏蔽性能满足军工技术的要求。     

ZrO_2添加量对镍–钴–二氧化锆复合镀层微观结构和性能的影响

在由80 g/L Ni(NH_2SO_3)_2·4H_2O、12 g/L Co(NH_2SO_3)_2·4H_2O和40 g/L H_3BO_3组成的基础镀液中加入ZrO_2纳米粒子(平均直径50 nm),通过超声辅助电沉积法制备了Ni–Co–ZrO_2复合镀层,工艺条件为:pH 4.0,电流密度5 A/dm~2,温度50℃,超声功率240 W,极间距40 mm。研究了ZrO_2添加量对Ni–Co–ZrO_2复合镀层的微观结构、显微硬度、耐磨性和热稳定性的影响。ZrO_2纳米粒子的引入使所得复合镀层的表面更加平整、致密,镀层中Ni–Co合金的固溶体结构未发生变化,只是晶粒的择优取向和生长改变。当镀液中ZrO_2添加量为10 g/L时,所得Ni–Co–ZrO_2复合镀层具有较高的显微硬度以及较好的耐磨性和热稳定性。     

电刷镀镍–石墨烯复合镀层的制备及导热性能

采用电刷镀技术在45钢表面制备了镍-石墨烯(GE)复合镀层。镀液配方和工艺条件为:NiSO_4·6H_2O 220 g/L,CH_3COONH_4 40 g/L,(NH_4)_3C_6H_5O_7 45 g/L,GE 0.5 g/L,NH_3·H_2O 100~130 mL/L,十二烷基硫酸钠适量,pH 7.3~7.5,电压+12 V,镀笔速率10~12 m/min,时间5 min。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、拉曼光谱仪、X射线衍射仪(XRD)和激光热导仪表征了Ni–GE复合镀层的微观结构、GE分布和导热性。与纯Ni镀层相比,Ni–GE复合镀层更致密,晶粒尺寸更小。复合电刷镀Ni–GE层的沉积速率(8.4μm/min)低于电刷镀Ni层的沉积速率(10.4μm/min)。Ni–GE复合镀层在25℃与100℃下的热导率较Ni镀层分别提高了11.5%和25.8%,导热性更优。     

镍–二氧化锆复合电沉积工艺优化及其对钢表面的毛化效果

在钢试片上复合电沉积Ni–ZrO_2,使微米级的ZrO_2颗粒镶嵌在镍镀层中而形成具有一定粗糙度的表面。通过正交试验研究了NiSO_4·6H_2O、ZrO_2和十二烷基硫酸钠(SDS)添加量,电流密度和温度对Ni–ZrO_2复合镀层耐蚀性、显微硬度和粗糙度的影响。结果表明,电流密度对镀层耐蚀性的影响最大,温度对镀层粗糙度的影响最大。综合考虑Ni–ZrO_2复合镀层的显微硬度、耐蚀性和粗糙度3个指标,得到复合电沉积Ni–ZrO_2的最优工艺为:NiSO_4·6H_2O 280 g/L,NiC_(12)·6H_2O 30~60 g/L,H_3BO_3 30~40 g/L,ZrO_2 30 g/L,SDS 120 mg/L,1,4-丁炔二醇和糖精适量,电流密度3 A/dm2,温度45°C。在最优工艺条件下,Ni–ZrO_2复合镀层的耐蚀性最好,显微硬度为587.3 HV,粗糙度为14.327 4μm,比钢试片高一个数量级左右。     

高碳化硅含量的镍–钨–微米碳化硅复合电镀及其耐蚀性

采用电沉积法在铁片上制备Ni–W–微米SiC复合镀层。研究了微米SiC颗粒用量、pH、电流密度等工艺参数对复合镀层中SiC颗粒含量的影响,得到最优工艺为:NiSO_4·6H_2O 20 g/L,Na_2WO_4·2H_2O 50 g/L,Na_3C_6H_8O_7·2H_2O 50 g/L,微米SiC颗粒20g/L,pH7.0,电流密度2.5 A/dm~2。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪和浸泡腐蚀试验表征了Ni–W–微米SiC复合镀层的晶相结构、表面形貌、元素组成和耐蚀性。采用红外光谱法初步探讨了SiC微米颗粒的沉积机理。结果表明,SiC微米颗粒在复合镀层中的质量分数可高达42.5%,SiC微米颗粒的存在能消除Ni–W合金镀层的裂纹,从而提高镀层对基体的保护能力。镀液中的阴离子可能对SiC微米颗粒的沉积过程有一定的影响。     

6063铝合金化学镀镍–磷合金镀层的性能

以6063铝合金为基体进行化学镀Ni–P合金镀层,镀液组成和工艺条件为:NiSO4·6H2O 25~28 g/L,NaH2PO2·H2O 20~25 g/L,NH4HF2 20~23 g/L,CH3COONa·3H2O 15~20 g/L,C6H8O7 8 g/L,KIO3 0.1 g/L,温度(80±2)°C,pH 5.5~6.0,时间2 h。表征了Ni–P镀层的形貌、结构、结合力、孔隙率以及耐蚀性等性能。结果表明,Ni–P镀层表面致密,呈非晶态,厚度为15μm,显微硬度为476 HV,结合力良好,耐蚀性明显优于基体。     

脉冲电沉积镍–钨–埃洛石纳米管复合镀层及其耐蚀性

在45钢上脉冲电沉积Ni–W–HNTs复合镀层,基础镀液组成和工艺条件为:NiSO_4·6H_2O 15.8 g/L,Na_2WO_4·2H_2O 46.2 g/L,NaBr 15.5 g/L,柠檬酸三钠147.0 g/L,NH4Cl 26.7 g/L,十二烷基硫酸钠(SDS)0.1 g/L,pH=8.5,温度(70±5)°C,时间60 min。研究了镀液HNTs用量、平均电流密度、脉冲频率和占空比对复合镀层HNTs含量和厚度的影响,得到HNTs的最佳用量为10 g/L,最优脉冲参数为:平均电流密度7 A/dm2,脉冲频率800 Hz,占空比70%。该条件下所得Ni–W–HNTs复合镀层结构均匀、致密,表面平整,厚度为34μm,HNTs质量分数为8.72%,在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性优于Ni–W合金镀层。     

复合电刷镀镍–钨–钴–纳米碳化硅及其性能

采用电刷镀工艺在45钢表面制备了Ni-W-Co-n-Sic(纳米碳化硅)复合镀层,镀液组成和工艺条件为:NiSO_4·7H_2O 393 g/L,Na_2WO_4·2H_2O 23 g/L,H_3BO_3 31 g/L,柠檬酸42 g/L,Na_2SO_4 6.5 g/L,CoSO_4·7H_2O 3 g/L,NaF 5g/L,n-SiC 0~30 g/L,温度25~45℃,pH 1.4~2.4,电压5~7 V,镀笔速率0.8 m/s,时间25 min。以Ni-W-Co合金镀层的外观为指标,筛选得到较适合的复合电刷镀电压为6 V。研究了镀液n-SiC含量对镀层的组织结构、显微硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明,镀液中n-SiC含量为15~25 g/L时,可以获得颗粒均匀分布、无微裂纹的Ni-W-Co-n-SiC复合镀层。随镀液中n-SiC含量增大,复合镀层的晶化程度、Ni固溶度和显微硬度均提高,耐磨性改善,但摩擦因数的变化不大。     

表面活性剂对化学复合镀镍-磷-石墨烯镀层性能的影响

采用化学镀法在45钢上制得镍-磷-石墨烯复合镀层,基础镀液组成和工艺条件为:NiSO_4·6H_2O 30g/L,NaH_2PO_2·H_2O 25 g/L,CH_3COONa·3H_2O(乙酸钠)15g/L,Na_3C_6H_5O_7·2H_2O(柠檬酸钠)15g/L,乳酸25mg/L,Pb(CH_3COO)_2·3H_2O(醋酸铅)15mg/L,pH4.5~4.7,温度(85±1)℃,时间2 h。先通过正交试验对表面活性剂类型、用量和石墨烯用量进行优化,再通过复配试验得到较佳组合的复合表面活性剂,最后利用扫描电镜、X射线衍射仪分析了镍-磷-石墨烯复合镀层的表面形貌和微观结构。结果表明,将烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)与十二烷基苯磺酸钠(SDBS)以1:1的质量比复配时,复合镀层的厚度和显微硬度最高,分别为15.2μm和576.4 HV。镍-磷-石墨烯复合镀层是非晶结构,石墨烯均匀地嵌埋在基质镀层中。     

pH对脉冲电镀锌–镍–锰合金的影响

在Q235钢表面脉冲电镀Zn–Ni–Mn合金,镀液组成和工艺条件为:ZnSO_4·7H_2O 43.1 g/L,MnSO_4·H2_O 59.2 g/L,NiSO_4·6H_2O26.3 g/L,Na_3C_6H_5O_7·2H_2O 176.5 g/L,NH_4Cl 30 g/L,H_3BO_3 30 g/L,十二烷基硫酸钠(SDS)0.1 g/L,p H 4.5~6.0,温度30°C,平均电流密度30 m A/cm~2,脉冲占空比20%,脉冲周期1 ms,时间20 min。研究了pH对合金镀层元素组成、沉积速率、表面形貌和耐蚀性的影响。结果表明,随p H增大,沉积速率减小;镀层中锰含量升高,锌、镍含量降低;耐蚀性先增强后减弱。p H为5.0时,所得Zn–Ni–Mn合金镀层平整致密,Zn、Ni和Mn的质量分数分别为85.71%、5.03%和9.26%,中性盐雾试验96 h的保护等级为5级。与Zn–Ni合金镀层(Ni质量分数为12.88%)相比,Zn–Ni–Mn合金镀层的腐蚀电位正移了85 mV,腐蚀电流密度低了约2个数量级,耐蚀性更优。     

电镀制备镍–碳化钨复合电极及其抗电蚀性能

采用复合电镀工艺在纯铜棒表面制备了Ni–WC复合镀层。镀液组成和工艺条件为:NiSO_4·6H_2O 250~300 g/L,NiCl_2·6H_2O 40~50 g/L,H_3BO_3 30~45 g/L,十二烷基硫酸钠0.05 g/L,WC微粒(平均粒径400 nm)25~45 g/L,温度30~50°C,电流密度2.0~4.0 A/dm2,时间4 h。研究了WC添加量、阴极电流密度及镀液温度对Ni–WC复合镀层的WC含量和显微硬度的影响。WC添加量为35 g/L,镀液温度为40°C和阴极电流密度为3.0 A/dm~2,所得Ni–WC复合镀层的厚度为103μm,WC质量分数为29.95%,显微硬度为322.4 HV。分别采用Ni–WC复合电极、纯铜电极和纯镍电极为工具电极,对W_7Mo_4Cr_4V_2Co_5高速钢进行电火花加工。结果表明,最佳工艺下制备的Ni–WC复合电极的损耗率分别为纯铜电极和纯镍电极损耗率的72%和62%。     

电沉积方式对镍–铬–钼合金镀层性能的影响

分别采用直流(DC)、单脉冲(PC)和换向脉冲(PRC)方式在Q235钢表面制备Ni–Cr–Mo合金镀层。镀液组成为:NiSO_4·6H_2O 131.4 g/L,CrCl_3·6H_2O 13.3 g/L,Na_2MoO_4·2H_2O 12.1 g/L,柠檬酸铵145.9 g/L,尿素60 g/L,抗坏血酸8.8 g/L,H_3BO_3 14 g/L,NH_4Br 10 g/L,十二烷基硫酸钠0.1 g/L。对比了采用不同方式电沉积所得Ni–Cr–Mo合金镀层的外观、表面形貌、元素组成、沉积速率、表面粗糙度和耐蚀性。3种方式电沉积所得合金镀层的外观均良好。单脉冲和换向脉冲电沉积合金镀层的组成相近,直流电沉积合金镀层的镍、钼含量比它们高,但铬含量较低。换向脉冲电沉积合金镀层的微观表面最均匀、致密,粗糙度最低(0.587μm),耐蚀性最好。     

热处理对镍–磷–金刚石复合镀层组织及摩擦学性能的影响

采用两步复合镀法在45钢上制备了镍-磷-金刚石复合镀层,即:先采用基础镀液(由NiSO_4·6H_2O 25 g/L、Na H_2PO_2·H_2O25 g/L、CH_3COONa·3H_2O 15 g/L和Na_3C_6H_5O_7·2H_2O 10 g/L组成,pH 4～5,温度80～85℃)化学镀镍-磷合金30 min,再在基础镀液中加入0.4 g/L金刚石微粒(平均粒径10μm),在机械间歇搅拌(搅拌10 s后停10 s)下复合镀10 min。然后在不同温度(150～450℃)下热处理1 h,研究热处理温度对复合镀层显微硬度、组织结构和摩擦学性能的影响。经350℃热处理的镍-磷-金刚石复合镀层的显微硬度为1 100 HV,摩擦学性能与进口摩擦垫片相当。     

镀液中二硫化钼添加量对镍-二硫化钼复合电镀层耐磨性的影响

以MoS_2作为增强相添加到由240 g/L NiSO_4·6H_2O、45 g/L NiCl_2·6H_2O、30 g/L H_3BO_3、20 g/L Na_2SO_4和0.2 g/L十六烷基三甲基溴化铵组成的镀液中,在45钢表面电沉积得到Ni–MoS_2复合镀层。采用扫描电镜、X射线衍射仪和摩擦磨损试验仪考察了MoS_2添加量对Ni–MoS_2复合镀层的表面形貌、相结构和耐磨性的影响。随着MoS_2添加量的增大,Ni–MoS_2复合镀层表面凸起的胞状结构增多,显微硬度先增大后减小,摩擦因数降低。当MoS_2的添加量为2 g/L时,所得Ni–MoS_2复合镀层的显微硬度为860.5 HV,耐磨性较佳。     

镍-磷-钛酸钾晶须化学复合镀层的高温抗氧化性能

将钛酸钾晶须(平均长度15μm,平均直径1.5μm)加入含25g/LNiSO4·6H2O、25g/LNaH2PO2·2H2O、15g/LCH3COONa·3H2O、35g/LNa3C6H5O7·2H2O、20mmol/L乳酸和10μg/L醋酸铅的化学镀溶液中,在Q235钢片上制备得到了Ni–P合金基中弥散分布钛酸钾晶须的金属基复合镀层。研究了该复合镀层的高温抗氧化性,分析了氧化膜的组成与结构,探讨了复合镀层的抗氧化机制。结果表明,钛酸钾晶须增加了氧化膜的致密性,复合镀层具有良好的高温抗氧化能力。     

电刷镀镍–氧化钇纳米复合镀层的组织与耐蚀性

采用电刷镀工艺制备了Ni–Y2O3纳米复合镀层,镀液组成和工艺条件为:NiSO4·6H2O 230~255 g/L,柠檬酸三钠90~105 g/L,乙酸铵20~30 g/L,Y2O3 15 g/L,表面活性剂0.01 g/L,pH 7.2~7.5,温度20°C,电压12 V,电笔速率100~120 mm/s,时间15 min。分别利用电子显微镜、X射线衍射仪和电化学工作站表征了镀层的表面形貌、微观结构和耐腐蚀性能。结果表明,与快速镍镀层相比,Ni–Y2O3纳米复合镀层更为平整、致密,晶粒相对细小。Ni–Y2O3复合镀层在3.5%NaCl溶液中的自腐蚀电位和腐蚀速率分别为-184.86 mV和0.0596 mm/a,腐蚀后表面只是局部存在轻微的凹坑,因此Ni–Y2O3复合镀层的耐腐蚀性能明显优于快速镍镀层。