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纳米复合电沉积是最近兴起的一种新型材料表面改性技术，它用纳米颗粒代替了普通复合镀中所使用的微米颗粒，是复合镀的发展趋势。本文采用电复合电沉积的方法在45＃钢表面镀覆一层Cu-Al2O3纳米复合镀层，重点对镀层的沉积过程和基本性能以及镀层的沉积机理和纳米Al2O3颗粒强化镀层机理进行了研究讨论。
本文在酸性硫酸铜电镀液中加入一定量的Al2O3纳米颗粒，制备了Cu-Al2O3纳米复合电镀层。采用正交试验法初选出对影响复合量的工艺参数，例如镀液中纳米颗粒的添加量、阴极电流密度、搅拌速度、镀液温度等，然后利用Matlab神经网络工具箱建立BP神经网络模型对工艺参数进行仿真、预测；优选出最佳参数组合；重点研究了工艺参数对电镀层中Al2O3纳米颗粒复合量和镀层微观组织形貌及结构的影响，测试了复合镀层的显微硬度及耐腐蚀性能，并分析了其腐蚀机理。
研究结果表明：复合纳米镀层中Al2O3纳米颗粒复合量可达14.43at％，所对应的工艺参数分别为：镀液中Al2O3添加量30g/l，阴极电流密度3A/dm2，镀液温度30℃，搅拌速度600rpm，镀液pH值4.0。阴极电流密度的影响最大，Al2O3颗粒添加量对复合镀层中Al2O3复合量次之。应用扫描电子显微镜(SEM)分析可知，随着复合电镀层中Al2O3颗粒复合量的增加，电镀层表面更平整、组织更致密；阴极电流密度越大，复合镀层中Al2O3颗粒复合量越少，结晶越粗大。根据X射线衍射(XRD)分析结果可知，纳米颗粒与铜共沉积使铜镀层择优取向发生了变化，从而导致了复合镀层性能之间的差异。
对于镀层的性能，主要研究了镀层的显微硬度和耐腐蚀两个基本性能，并讨论了它们与上述四个工艺参数之间的关系显微硬度测试及摩擦磨损。实验结果表明：复合镀层的显微硬度最高可达2.2GPa，较纯铜镀层提高了83％。纳米复合镀层表现出良好的耐腐蚀性能，并且随着时间的增加镀层样品的腐蚀速率变化很缓慢。腐蚀初期50小时内的腐蚀数据表明，45＃钢的的腐蚀速度最快，达到2.8×10-5kg/m2h,纯铜镀层的腐蚀速度次之，有1×10-5kg/m2h，复合镀层的腐蚀速度最慢，仅有0.3×10-5kg/m2h，腐蚀速度约为45＃钢的1/9、纯铜镀层的1/3。