Ni-SiC纳米复合电镀工艺研究

作     者：姜秀明 

作者单位：辽宁科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：孙本良

授予年度：2008年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：纳米颗粒 复合电镀 性能 循环伏安 电化学阻抗谱 

摘      要：要使普通的金属材料表面获得高硬度、高耐腐蚀等性能,复合电镀是最直接和最有效的方法。纳米材料以其优异的物理和化学性能显示出了比一般材料更为优越的性能,它的出现给复合电镀技术带来了新的发展方向。而将纳米颗粒应用到复合电镀中,获得相应的复合镀层,这一技术在国内外得到了普遍的重视。 本文选择以电沉积技术获得良好的复合镀层作为研究课题,对镍基纳米SiC复合镀层的电沉积工艺及其性能进行了研究。具体的研究工作如下: 首先,采用单因素试验方法,研究了阴极电流密度、镀液中纳米SiC含量、pH值、镀液温度及搅拌速度等工艺参数对复合镀层硬度、沉积速率及耐腐蚀等性能的影响。 其次,采用正交试验法,对镍基纳米SiC复合镀层的电沉积工艺进行了优化。最终得到的优化工艺参数为:pH为4,SiC颗粒悬浮量为5g/L,阴极电流密度为5A/dm,搅拌速度为中高速,镀液温度为50℃。通过与纯镍镀层相比较,由复合电沉积最佳工艺制备出的Ni-SiC纳米复合镀层晶粒细小,表面光滑、平整,组织结构均匀致密,并且其显微硬度较纯镍镀层有明显提高。 最后,通过循环伏安、电化学阻抗谱等一些电化学测试手段,对复合电沉积的机理进行了研究。结果表明,由于纳米SiC颗粒在阴极表面的吸附作用所引起的阴极极化增大了阴极表面镍微晶的成核数目,同时由于纳米SiC在镀层中的夹杂作用所引起的空间位阻效应抑制了镍晶粒的长大。二者的共同作用导致了镍基SiC纳米复合镀层晶粒的细化。