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镍磷合金镀层因其优异的性能，例如，较高的硬度，良好的耐腐蚀和耐摩擦性能等，有可能取代铬镀层从而得到广泛的研究，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方面，镍磷合金镀层的应用越来越普遍。随着纳米技术的快速发展，利用电沉积技术将具有自润滑性能且化学活性较低的纳米粒子随镍磷合金共同沉积到基体上成为国内外科学工作者研究的热点。本论文采用单脉冲电沉积的方法在45#钢上制备出镍磷合金镀层和镍磷基碳纳米管（Ni-P-CNTs）复合镀层，并重点讨论电能输入参数对镀层性能的影响以及不同的表面活性剂对碳纳米管的分散作用。首先，借助霍尔槽实验确定了单脉冲电沉积Ni-P合金镀层的工艺条件。其最佳工艺条件为NiSO4·6H2O240g/L、NiCl2·6H2O45g/L、H3BO330g/L、NaH2PO2·H2O15g/L，平均电流密度5A/dm2，占空比r=1:5，PH=2.1，机械搅拌，温度75℃。进一步借助SEM、TEM、显微硬度测试仪、电化学工作站等设备，重点分析了平均电流密度和占空比对镀层性能的影响，结果表明：平均电流密度越大，离子的沉积速率越快,但当其大于6A/dm2时，会出现晶粒分布不均匀且镀层表面出现烧焦的现象；在平均电流密度为5A/dm2时，镀层表现出合适的沉积速率，优异的硬度、耐摩擦和耐腐蚀性能；随着占空比的减少，镀层的耐腐蚀性能逐渐变好，但当占空比为1:8时，镀层表面出现微裂纹导致腐蚀性能下降，镀层在占空比为1:5时表现出较好的耐腐蚀性能。其次，研究了三种不同的表面活性剂即十二烷基硫酸钠（SDS），十二烷基苯磺酸钠（SDBS）和OP-10对碳纳米管在水溶液和镍磷合金镀液中的分散效果。一系列的分散实验表明：十二烷基硫酸钠对碳纳米管的分散性明显好于其他两种，且与碳纳米管之间合适的质量比为1:1。为了克服SDS在电镀过程中产生气泡的问题，实验过程中往电镀液加入少量的氧化石墨烯（GO）来分散碳纳米管，由于GO能够覆盖在碳纳米管的表面，从而通过空间位阻和静电力的作用实现碳纳米管在电镀液中的均匀分散，且两者质量比为1:10。最后，分别采用SDS和GO分散碳纳米管来制备复合镀层，结果表明：用SDS作为分散剂时，要获得高性能的Ni-P-CNTs复合镀层其合适的电流密度为2A/dm2，当用氧化石墨烯来分散碳纳米管时，其合适的电流密度为0.7A/dm2。由SEM分析可知碳纳米管的加入能够使复合镀层变得较为致密，表面粗糙度减小，因此具有良好的耐摩擦性能。氧化石墨烯会随碳纳米管一起沉积到复合镀层中，从而增加了镀层的碳含量，提高了复合镀层的硬度和耐摩擦性能，但由于氧原子的存在使得镀层的腐蚀性能不是很好。