Ni-SiO纳米复合镀层的脉冲电沉积制备及性能研究

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zdf657094142
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本论文采用单向脉冲电沉积工艺,以黄铜片为基体,制备了Ni-SiO2纳米复合镀层,考察了镀液组成及脉冲电沉积工艺参数等对Ni-SiO2复合镀层性能的影响,确定了Ni-SiO2纳米复合镀层的最佳制备工艺。结合能量色散谱仪(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射仪(XRD)等测试技术,对镀层的组成、结构、形貌、硬度及耐磨性能等进行了研究,并初步研究了沉积方式对镀层性能的影响。通过改变镀液中SiO2纳米微粒的浓度,可调节镀层中SiO2纳米微粒的含量,从而影响Ni-SiO2纳米复合镀层的性能;镀液中加入适量的添加剂可增强SiO2纳米微粒的分散能力,使镀层结晶更加细致;镀液pH及温度对电沉积速率影响明显,其值过高会引起镀层结构疏松,太低会导致镀液恶化;另外,脉冲平均电流密度、占空比及脉冲频率也都对复合镀层的组成及耐蚀性能产生显著影响。实验结果表明,Ni-SiO2纳米复合镀层的最佳制备工艺参数为:镀液中SiO2纳米微粒的浓度为10g·L-1,添加剂浓度为20mg·L-1,pH在4.4~5.2,镀液温度在50~60℃,脉冲频率为0.6 kHz,占空比为0.6,脉冲平均电流密度为1 A·dm-2。论文对不同工艺条件下制备的Ni-SiO2纳米复合镀层的结构、硬度及耐磨性等进行了测试,研究表明,镀层中SiO2纳米微粒的含量对镀层硬度及耐磨性影响显著:电镀纯镍镀层的磨损量为18.68mg,而Ni-SiO2纳米复合镀层的磨损量可达11.68mg;Ni-SiO2纳米复合镀层沿(111)晶面发生择优取向,随着复合镀层中SiO2含量的增加,镀层在(220)晶面的衍射峰相对强度逐渐增大。采用单向脉冲电沉积制备的Ni-SiO2纳米复合镀层的性能优于采用直流电沉积制备的复合镀层的性能。
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