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ni-sic纳米复合镀层的制备及其性能研究

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Ni-SiC纳米复合镀层的制备及其性能研究

作者：杨晓旭辽宁师范大学

学位级别：硕士

本文采用电沉积方法在316L不锈钢表面制备了ni-sic纳米复合镀层。考察了不同的工艺参数（sic的浓度、电流密度、镀液温度、搅拌速度、电镀时间）对纳米复合镀层中sic纳米微粒含量的影响。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM... 详细信息

本文采用电沉积方法在316L不锈钢表面制备了ni-sic纳米复合镀层。考察了不同的工艺参数（sic的浓度、电流密度、镀液温度、搅拌速度、电镀时间）对纳米复合镀层中sic纳米微粒含量的影响。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）表征该纳米复合镀层的组织结构、表面形貌、微粒的分布情况和sic纳米微粒的大小及形状。通过显微硬度测试、摩擦磨损试验和电化学试验考察了镀层的力学性能、摩擦磨损性能和耐腐蚀性能。实验得出最佳工艺参数为：电镀时间：30min;电镀液中纳米sic浓度：20g/L;电流密度：2A/dm2;镀液温度：60℃;pH值：4.5;搅拌速度：300rpm。镀层中纳米sic的含量随着sic浓度、电流密度、镀液温度、搅拌速度以及电镀时间的增大先升高后降低。所制得的ni-sic纳米复合镀层比纯镍镀层组织更加均匀、致密，sic纳米微粒弥散镶嵌在复合镀层中。纳米sic微粒的添加使镀层表面微粒由金字塔形向半球形转变，并且更加细小。ni-sic纳米复合镀层比纯镍镀层具有较高的显微硬度和更好的耐磨性，ni-sic纳米复合镀层和纯镍镀层的显微硬度分别为489HV和283HV。ni-sic纳米复合镀层的显微硬度分别是纯镍镀层和不锈钢的1.7倍和2倍。复合镀层硬度增加的原因为晶粒细化和弥散强化作用，且镀层中纳米sic的含量越高，镀层的硬度越大，耐磨性也越好。ni-sic纳米复合镀层的磨损率和摩擦系数比纯镍镀层的磨损率和摩擦系数分别减少了50%和降低了7%以上。ni-sic纳米复合镀层的耐蚀性优于纯镍镀层和钢基底，在相同的腐蚀溶液中，纳米复合镀层的腐蚀电位比纯镍镀层正移了0.12V，腐蚀电流比纯镍镀层和不锈钢基底减小了一个数量级。

关键词：复合电沉积 ni-sic纳米复合镀层摩擦磨损腐蚀

占空比对ni-sic纳米复合镀层性能的影响

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材料热处理学报 2015年第7期36卷 193-199页

作者：王红星谈淑咏沈彤江苏省先进结构材料及应用技术重点实验室江苏南京211167 南京工程学院材料工程学院江苏南京211167

采用单脉冲电镀技术,在瓦特型镀液中,制备了ni-sic纳米复合镀层。采用X射线衍射仪(XRD)扫描电镜(SEM)分别表征了ni-sic纳米复合镀层相结构和表面形貌,通过静态浸泡腐蚀实验、磨损实验和高温氧化性能研究了复合镀层的性能。结果表明,在... 详细信息

采用单脉冲电镀技术,在瓦特型镀液中,制备了ni-sic纳米复合镀层。采用X射线衍射仪(XRD)扫描电镜(SEM)分别表征了ni-sic纳米复合镀层相结构和表面形貌,通过静态浸泡腐蚀实验、磨损实验和高温氧化性能研究了复合镀层的性能。结果表明,在不同占空比下,ni-sic复合镀层的组织主要为ni晶体;当占空比为70%时,复合镀层的显微硬度最大,为376 HV,摩擦系数最小;900℃、100 h高温氧化增重最小,为7.453 mg·cm-2为0.37。在3.5%Na Cl溶液中静态浸泡30 d后,占空比为70%时的复合镀层的失重最小,失重为3.063 mg·cm-2。

关键词： ni-sic纳米复合镀层占空比性能

脉冲电镀ni-sic纳米复合镀层工艺与微观形貌

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金属热处理 2007年第8期32卷 21-24页

作者：李雪松江中浩吴化王金波杜立辉吉林大学汽车材料教育部重点实验室吉林长春130025 长春工业大学材料科学与工程学院吉林长春130012 吉林石油集团勘察设计院吉林松原138000

采用脉冲电镀法制备了ni-sic(纳米)复合镀层,研究了脉冲参数对镀层中纳米颗粒含量和镀层显微硬度的影响。利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了镀层的显微形貌及纳米复合镀层的相组成。用显微硬度计测试了镀层的显微硬度。结果表明,... 详细信息

采用脉冲电镀法制备了ni-sic(纳米)复合镀层,研究了脉冲参数对镀层中纳米颗粒含量和镀层显微硬度的影响。利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了镀层的显微形貌及纳米复合镀层的相组成。用显微硬度计测试了镀层的显微硬度。结果表明,脉冲电镀能获得晶粒度细小、致密、光亮、均匀且高硬度的复合镀层。

关键词： ni-sic纳米复合镀层显微硬度脉冲电镀

汽车缸套表面磁场辅助电沉积ni-sic纳米复合镀层研究

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功能材料 2019年第3期50卷 3081-3084,3089页

作者：张肇伟杜全斌河南机电职业学院机械工程学院郑州451191

在汽车缸套表面使用磁场辅助电沉积法制备ni-sic纳米复合镀层。利用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、透射电镜(TEM)及X射线衍射仪(XRD)对ni-sic纳米复合镀层的表面结构及成分进行研究。当镀液中sic含量为6 g/L时,sic纳米粒子团聚倾... 详细信息

在汽车缸套表面使用磁场辅助电沉积法制备ni-sic纳米复合镀层。利用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、透射电镜(TEM)及X射线衍射仪(XRD)对ni-sic纳米复合镀层的表面结构及成分进行研究。当镀液中sic含量为6 g/L时,sic纳米粒子团聚倾向最小,ni-sic纳米复合镀层表面平整、紧密。当sic纳米颗粒含量为6 g/L时,ni-sic纳米复合镀层表面颗粒粒径进一步减小,并均匀分布于镀层表面。XRD分析可知,在汽车缸套表面镀层中存在ni晶粒和sic粒子。当镀液中sic纳米颗粒含量为6 g/L时,ni-sic镀层中ni晶粒和sic粒子的平均晶粒尺寸分别为50.62 nm和39.32 nm。

关键词：缸套磁场辅助电沉积法 ni-sic纳米复合镀层表面形貌耐磨性能

脉冲电沉积ni-sic纳米复合镀层耐磨性的研究

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电镀与环保 2019年第4期39卷 10-12页

作者：张岩马春阳夏法锋绥化学院电气信息学院黑龙江绥化152000 东北石油大学机械科学与工程学院黑龙江大庆163318

采用脉冲电沉积方法在A3钢表面制备了ni-sic纳米复合镀层。分别采用扫描电镜、摩擦磨损试验机及X射线衍射仪分析了镀层的磨损形貌、耐磨性及物相组成。结果表明:镀层的磨损量分别在电流密度为2.0 A/dm^2、脉冲占空比为40%、纳米sic微粒... 详细信息

采用脉冲电沉积方法在A3钢表面制备了ni-sic纳米复合镀层。分别采用扫描电镜、摩擦磨损试验机及X射线衍射仪分析了镀层的磨损形貌、耐磨性及物相组成。结果表明:镀层的磨损量分别在电流密度为2.0 A/dm^2、脉冲占空比为40%、纳米sic微粒的质量浓度为7 g/L时达到最小值。另外,在电流密度为2.0 A/dm^2、脉冲占空比为40%、纳米sic微粒的质量浓度为7 g/L的条件下所得镀层的磨损形貌较好,磨损机制主要表现为磨粒磨损。在该条件下,ni和sic的衍射峰较宽,有利于细化晶粒,显著增强镀层的性能。

关键词：脉冲电沉积 ni-sic纳米复合镀层耐磨性

40Cr钢汽车传动轴表面电沉积ni-sic纳米复合镀层的研究

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电镀与精饰 2018年第7期40卷 10-13页

作者：夏华丹武汉商学院机电工程与汽车服务学院湖北武汉430056

在以40Cr钢为基材的汽车传动轴表面制备出ni-sic纳米复合镀层,检测并分析了复合镀层的显微结构、硬度、抗磨损性能和耐腐蚀性能,并与40Cr钢基材进行了对比。结果表明,ni-sic纳米复合镀层主要由ni、sic相组成,其平均硬度约为558.4 HV,是4... 详细信息

在以40Cr钢为基材的汽车传动轴表面制备出ni-sic纳米复合镀层,检测并分析了复合镀层的显微结构、硬度、抗磨损性能和耐腐蚀性能,并与40Cr钢基材进行了对比。结果表明,ni-sic纳米复合镀层主要由ni、sic相组成,其平均硬度约为558.4 HV,是40Cr钢硬度的1.5倍。镀层稳定时的摩擦因数维持在0.39左右,相比40Cr钢明显降低,镀层的腐蚀速率也明显低于40Cr钢。ni-sic纳米复合镀层能提高汽车传动轴的抗磨损性能和耐腐蚀性能。

关键词： ni-sic纳米复合镀层 40Cr钢汽车传动轴抗磨损性能耐腐蚀性能

电刷镀ni-sic纳米复合镀层的制备及表征

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电刷镀Ni-SiC纳米复合镀层的制备及表征

作者：赵岩东北石油大学

学位级别：硕士

电刷镀技术是属于电沉积技术的一项分支,因其具有操作简单、镀层沉积速度较快、费用较低等优点而被广泛应用于各个工业领域当中。本文确定了制备ni-sic纳米复合镀层的各项工艺参数以及镀液的组成,通过在刷镀液中添加sic粒子,获得了ni-Si... 详细信息

电刷镀技术是属于电沉积技术的一项分支,因其具有操作简单、镀层沉积速度较快、费用较低等优点而被广泛应用于各个工业领域当中。本文确定了制备ni-sic纳米复合镀层的各项工艺参数以及镀液的组成,通过在刷镀液中添加sic粒子,获得了ni-sic纳米复合镀层。研究了电刷镀液中的硫酸镍浓度、络合剂浓度、镀液的pH值以及工作电压、相对运动速度等因素对镀层沉积速率、sic复合量以及镀层显微硬度的影响。其次,利用扫描电镜对ni-sic纳米复合镀层的表面形貌进行观察,并利用扫描电镜所配套的EDS能谱仪对复合镀层成分进行检测分析。结果表明:采用适宜的工艺条件以及合理的化学药品搭配可得到较快的镀层沉积速度、较高的sic粒子复合量及较强的硬度。经SEM分析发现,拥有较高sic粒子复合量的镀层表面形貌相较于普通纯镍镀层具有更加平整、光滑的表面以及致密的组织结构,镀层裂纹数量显著减少,因此说明sic粒子可显著提升镀层紧密程度,降低镀层内应力。腐蚀试验结果表明,ni-sic纳米复合镀层比纯镍镀层具有更好的耐腐蚀性能;孔隙率试验结果表明,镀层厚度影响着镀层孔隙率的大小,当镀层厚度达到25μm时,ni-sic复合镀层的空隙率率先达到0,而当镀层厚度为30μm时,纯镍镀层的孔隙率为0,因此说明ni-sic复合镀层的结构相较于纯镍镀层更加致密,质量较好;镀层结合强度实验表明,纯镍镀层与ni-sic复合镀层的结合强度均表现良好,相差无几;摩擦磨损试验结果表明,随着摩擦时间的推移,ni-sic纳米复合镀层的磨损量要明显小于纯镍镀层,且经SEM分析,纯镍镀层在磨损以后出现分层现象,而ni-sic纳米复合镀层则无此现象出现,也证明了ni-sic纳米复合镀层的耐磨性要优于纯镍镀层。当氧化温度在600℃50℃之间时,ni-sic纳米复合镀层的抗高温氧化能力要优于纯镍镀层。

关键词：电刷镀 ni-sic纳米复合镀层工艺参数耐磨性耐腐蚀性抗高温氧化

电沉积ni-sic纳米复合镀层的制备与研究

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电沉积Ni-SiC纳米复合镀层的制备与研究

作者：王平湖南大学

学位级别：硕士

镍基复合镀层不仅可以作为装饰性镀层,还可以广泛地用于功能性镀层,例如,耐腐蚀、耐磨、耐热镀层等,特别是近年来在形状复杂的宇航发动机部件、微型电子元件的制造等方面的用途越来越广泛。随着纳米技术的快速发展,利用电沉积技术制备... 详细信息

镍基复合镀层不仅可以作为装饰性镀层,还可以广泛地用于功能性镀层,例如,耐腐蚀、耐磨、耐热镀层等,特别是近年来在形状复杂的宇航发动机部件、微型电子元件的制造等方面的用途越来越广泛。随着纳米技术的快速发展,利用电沉积技术制备镍基或镍合金基纳米复合镀层成为国内外科学工作者研究的热点。本论文采用电沉积法在铜基体上制备ni-sic纳米复合镀层,对电镀过程的机理、镀层性能以及纳米颗粒的预处理方式对镀层性能的影响进行研究。借助极化曲线技术分析基础镀液（无sic颗粒）中镍离子的电沉积过程,探讨电流密度、搅拌速度、溶液pH值、温度等对电镀过程和基础镀液性能的影响,初步确定本实验电镀镍的工艺参数范围:电流密度可在10mA/cm2~100mA/cm2之间选取,搅拌有利于镍的沉积,电镀过程温度取50℃,合适的pH值为4.00。采用显微硬度、电化学阻抗谱、X射线衍射（XRD）以及扫描电子显微镜（SEM）等测试技术对不同工艺参数对ni-sic纳米复合镀层硬度、耐腐蚀性能以及组织结构的影响进行表征,获得了具有高硬度和良好耐腐蚀性能复合镀层的优化制备工艺:镀液中sic纳米颗粒浓度6g/L、电流密度15mA/cm2~20mA/cm2、低速搅拌（200rpm）、镀液温度50℃、镀液pH值4.00。针对纳米颗粒团聚的问题,研究不同的sic纳米颗粒镀前预处理方式和表面活性剂含量对ni-sic纳米复合镀层性能的影响,获得了有效的碳化硅纳米颗粒的预处理工艺:碳化硅纳米颗粒在十二烷基硫酸钠（Sodium Dodecyl Sulfate, SDS）水溶液中磁力分散30min,然后添加镀液继续磁力分散10min。当阴离子表面活性剂SDS加入量为0.1g/L~0.2 g/L时,复合镀层表现出最优的耐腐蚀性能,而当SDS加入量为0.3g/L时,复合镀层具有高的硬度值。但是阳离子表面活性十六烷基三甲基溴化铵（Cetyl Trimethyl Ammonium Bromide, CTAB）表现出了消极的作用效果,降低了复合镀层的耐腐蚀性能和硬度。最后,分析碳化硅纳米颗粒含量和两种表面活性剂（SDS、CTAB）对空白镀液（不含金属离子）的析氢反应和镀镍液中镍沉积过程的影响。结果表明:由阴离子表面活性剂SDS预处理的sic纳米颗粒促进了空白镀液的析氢反应;由阳离子表面活性剂CTAB分散的碳化硅纳米颗粒阻碍了空白镀液的析氢反应。在两种表面活性剂预处理条件下,碳化硅纳米颗粒的加入同样促进了镀镍液中镍沉积的过程。

关键词：电沉积工艺 ni-sic纳米复合镀层表面活性剂电化学阻抗谱阴极极化硬度

高频脉冲电镀ni-sic纳米复合镀层影响因素的研究

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电镀与涂饰 2006年第7期25卷 4-7页

作者：杨玉国刘为霞许韵华沙建萍北京交通大学理学院北京100044

采用脉冲电镀,在铜板上制备了N i-S iC纳米复合镀层。该复合镀液采用的分散剂由一种阴离子和一种阳离子表面活性剂混合而成,稳定性较好。采用络合滴定法对镀层中S iC的含量进行了测定。讨论了脉冲频率、阴极电流密度、镀液中S iC含量、... 详细信息

采用脉冲电镀,在铜板上制备了N i-S iC纳米复合镀层。该复合镀液采用的分散剂由一种阴离子和一种阳离子表面活性剂混合而成,稳定性较好。采用络合滴定法对镀层中S iC的含量进行了测定。讨论了脉冲频率、阴极电流密度、镀液中S iC含量、镀液温度对镀层中微粒含量的影响。实验结果表明,镀层中S iC含量随着镀液中S iC含量的增加、电流密度的增大或温度升高都是先增加后减小;随着频率增大而逐渐降低。该复合镀层硬度可达960HV,表面细致,空隙较少。

关键词：脉冲电镀 ni-sic纳米复合镀层分散剂络合滴定 sic含量