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本文研究了纳米复合镀层的工艺,获得了具有比普通微米复合镀层更优异的耐蚀、硬度、抗高温氧化等性能的RE-Ni-W-P,Ni-W-P-SiO2,RE-Ni-W-P-SiO2复合镀层。采用日本岛津EPMA-1600型电子探针、日本理学3015型X-射线衍射仪、光学显微镜、HX-1型显微硬度计、HDV 7晶体管恒电位仪、腐蚀介质浸泡等手段对各镀层的成分、性能和结构进行了测试。 根据热力学数据,绘制了298K下Ni-P-H2O系电位-PH图,利用电位-PH图从热力学上分析电沉积纳米复合镀层的形成机理,并根据其影响因素分析了纳米复合电沉积的可行性。 通过综合不同条件对纳米复合镀层中颗粒沉积量以及对镀层的硬度、耐蚀性、高温抗氧化性等方面的影响研究可得到最佳工艺条件为:镀液中CeO2浓度为6g/L,SiO2浓度为70g/L;PH=5;T=40℃;Dk=10A/dm2。 实验对RE-Ni-W,RE-Ni-W-P,Ni-W-P-SiO2,RE-Ni-W-P-SiO2几种复合镀层硬度、耐蚀性、高温抗氧化性等方面进行了研究,研究结果表明:无论是镀态下还是热处理条件下,纳米复合镀层硬度比微米级复合镀层的硬度大。并且纳米复合镀层的结合力也要比微米复合镀层的结合力好。纳米复合镀层中,由于纳米颗粒的小尺寸效应,使得纳米级颗粒在镀层中的分散均匀且能使镀层晶粒细化,特别是纳米级稀土的加入,使得纳米复合镀层的性能比微米复合镀层的性能更具优越性。RE-Ni-W-P,Ni-W-P-SiO2,RE-Ni-W-P-SiO2三种纳米复合镀层硬度的大小顺序是:Ni-W-P-SiO2纳米复合镀层>RE-Ni-W-P-SiO2纳米复合镀层>RE-Ni-W-P纳米复合镀层。 通过不同复合镀层(镀态和400℃热处理1h)在盐酸和硫酸中的耐蚀性对比研究,以及在盐酸和硫酸中的阳极极化曲线对比研究表明,无论镀态还是热处理条件下,纳米复合镀层的耐蚀性能比微米复合镀层的耐蚀性优越,且二者的耐蚀性都大大地优于316L不锈钢。而各种纳米复合镀层的耐蚀性优劣顺序为:RE-Ni-W-P-SiO2纳米复合镀层>Ni-W-P-SiO2纳米复合镀层>RE-Ni-W-P纳米复合镀层>RE-Ni-W-P镀层。 通过对不同粒度复合镀层高温抗氧化性能的研究表明:纳米复合镀层的高温抗氧化性能比微米复合镀层的高温抗氧化性能优越。对于纳米复合镀层而言,其高温抗氧化性能优劣顺序为>RE-Ni-W-P-SiO2纳米复合镀层>Ni-W-P-SiO2纳米复合镀层>