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河海大学
硕士学位论文
含纳米材料复合镀层电刷镀工艺和镀层性能研究
姓名:孟祥超
申请学位级别:硕士
专业:材料加工工程
指导教师:赵占西
20050601
摘要本文首先在快速镍镀液的基础上配制了纳米复合镀液,采用频率为的超声波进行物理分散,减弱镀液中纳米粉末的团聚,加入阳离子表面活性剂防止纳米粉末的二次团聚。设计正交试验,⒍纳米复合镀层,对影响镀层性能的镀液中纳米粉末含量、纳米粉末平均粒径、镀液温度、刷镀电压等四个因素进行了优化。纳米粉末含量对复合镀层的性能影响最大,刷镀电压次之,镀液温度和纳米粉末平均粒径影响较小。正交试验中最佳的工艺参数如下:镀液中纳米粉末含量擅譚粉末平均粒径,镀液温度℃,刷镀电压T谧钣殴ひ詹问轮聘的纳米复合镀层显微硬度为撇隳ニ鹗е叵嗟庇谙嗤ひ障驴速镍镀层的%。纳米复合镀层的表面形貌细腻平坦,晶粒明显细化,纳米颗粒在镀层中呈弥散分布状态,与镀层基质金属结合良好。纳米复合镀层在镀态下和不同加热温度下的显微硬度值均高于相同工艺票傅目焖倌撇悖诙铺下的耐磨性能也优于快速镍镀层,其提高的主要原因是纳米颗粒弥散强化以及镀层基质金属晶粒的细化。对纳米颗粒与镍离子的共沉积机理进行了探讨,认为纳米颗粒在镀层中的共沉积符合力学机理。关键词:复合电刷镀;纳米;性能;共沉积河海火学硕士学位论文摘要
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第一章绪论复合电刷镀技术术——电刷镀,已经成为人们公认的金属表面处理实用技术,在我国已得到普遍随着现代工业和技术的发展,对各种设备零部件的强度、耐磨性、耐蚀性等表面性能提出了更高的要求。在高温、高压、高速、重载等条件下工作的零件,其材料的破坏往往从表面开始,而材料表面的局部损坏往往会造成整个零件失效,最终导致设备的停产。因此,改善材料的表面性能能够有效地延长设备的使用寿命。近二十年来,以复合镀技术、热喷涂技术、气相沉积技术、高能束改性技术缱邮⒗胱邮⒓す馐等为代表的新兴表面工程技术得到了迅速的发展,在工业生产中获得了广泛的应用。同时,传统的表面处理技术也在不断地发展和改进,例如,电镀技术已由镀单一金属发展到镀各种合金。尤其是一种局部电镀技应用。现有的单一材料难以满足某些特殊情况下的要求,人们对于各种新型材料和复合材料的需求越来越迫切。由于复合镀层具有的特殊性能,近年来对于复合镀层的研究逐渐增多。复合镀层以薄的表层材料代替整体材料,用化学沉积或电沉积的方法制备而成,能够赋予人们控制材料方面更大的主动性,在机械、电子、航空、冶金、计算机、印刷、纺织以及化工等行业得到了广泛的应用,具有显著的经济效益。复合镀层的通常是由不溶于镀液的固体粒子与镀液中某种金属或合金共沉积而成。由于镀液中加入的第十粒子多为微米级,在镀液中悬浮能力差,获得的镀层表面粗糙,应用受到了一定的限制。纳米材料具有许多独特性能,如量尺寸效应、小尺寸效应、表面效应等,比普通材料的强度和硬度高出许多⋯。随着人们对于纳米材料性质的认识不断深化,如何使其得到开发和应用,正在成为纳米材料应用领域研究的重点。纳米复合镀技术是基于传统复合镀的基础上发展起来的一项新工艺。通过采用纳米颗粒取代传统复合镀中的微米颗粒,与基质金属共沉积得到复合镀层,大幅度提升镀层的功能特性。纳米复合镀技术将纳米材料与复合镀技术结合了起来,对复合镀工艺产生了重大影响。作为复合镀领域新的研究热点,纳米复合镀技术正在得到迅速的开发和应用。,电刷镀技术表述如下:电刷镀是依靠一个与阳极接触的垫或刷提供电镀需要的电解液,电镀时,垫或刷在被镀的阴极上移动的一种镀覆方法。复合电刷镀技术是通过在单金属镀液或合金镀液中添加固体颗河海大学硕士学位论文
.春系缢⒍萍际醯幕驹本相同,也是一种电化学沉积过程,受法拉第电解定律和其它电化学定律支配。粒,使基质金属和固体颗粒共沉积获得复合镀层的一种工艺方法。与复合电镀一样,其本质都是通过电化学沉积的方式在工件表面获得复合镀层。作为一种金