The Effect of Electrodeposition Parameters on the Performance and Properties of Nickel- Graphene Composite Coatings

作     者：Ghulam Yasin 

作者单位：北京化工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：左禹

授予年度：2016年

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：石墨烯 镍 复合电镀 电流密度 腐蚀 

摘      要：复合电镀是指在电镀液中加入增强相,在金属离子在阴极还原时沉积到基体表明的方法。因此,复合沉积物是金属复合材料,包括连续的金属基体相和不连续的补强相。Ni/石墨烯具有高强度、高弹性模量和良好的自润滑性和热解稳定性及优异的耐蚀性,近年来,镍/石墨烯复合材料受到研究者的关注。但是现有的文献对镍/石墨烯纳米复合材料研究有限。因此,本文系统的研究了各种沉积参数对电沉积复合材料的影响。此研究着重研究了镍／石墨烯复合镀层电沉积过程中的生长机理。添加石墨烯的传统的镀镍槽作为沉积槽。电沉积电流密度曲线、硬度测试、表面形貌观察和电化学交流阻抗测试被用来研究电沉积参数对镀层性能的影响。实验结果表明,石墨烯片层可以均匀的分布在复合镀层中,同时,石墨烯与基体紧密的结合在一起。复合电沉积镀层具有紧凑的结构、细晶尺寸和均匀的厚度;同时,与镀镍相比,镀层还有高的硬度和更好的附着力。接下来的实验标明,增加石墨烯的浓度可以提高镀层的沉积速率和内聚力。沉积电流密度的增加会使得镀层标明变的粗糙。随着电流密度的增加,镀层硬度、附着力和耐蚀性均增大,但当电流密度大于9A/dm2时开始下降。电解液温度的提高可以增加镀层沉积速率和硬度。电解液温度的高低并不影响镀层的光滑程度。搅拌也会应此昂镀层的性能,增加搅拌速度可以轻微提高沉积速率和硬度。研究了阴离子表面活性剂对复合镀层硬度、附着力和表面形貌的影响,实验结果表明,表面活性剂的加入提高了镀层的机械性能。阴离子表面活性剂提高了镀层中石墨烯的含量,由于静电排斥作用降低了石墨烯的团聚。由于表面活性剂的存在提高了镍离子在阴极的还原过程,图稿了镀层的粗糙度。表面活性剂可以减小晶粒尺寸,改变晶体结构。阴离子表面活性剂提高了镀层与碳钢基体的附着力,并提高了基体的耐蚀性,文中也对复合镀层的沉积机理做了适当的讨论。