收藏本站
《燕山大学》 2002年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

Ni-P、(Ni-P)-SiC镀层的电沉积及其组织性能

邵光杰  
【摘要】: 电沉积Ni-P合金镀层具有优异的性能,因此近年来受到了广泛的重视。本文在研究成功具有工业生产价值的电沉积工艺的基础上,对电沉积Ni-P合金的初期沉积行为,组织结构,耐蚀及耐磨性能进行了系统的研究工作。同时,本论文对稀土元素在电沉积Ni-P合金过程中的作用进行了比较深入的探讨。本文提出了在离心力场中高速电沉积的方法,并对离心电沉积(Ni-P)-SiC复合镀层的影响因素及镀层性能进行了研究。 利用阴极极化曲线和循环伏安曲线方法研究了各种添加剂在Ni-P合金镀层电沉积过程中的电化学行为。通过对实验结果的综合分析,确定了镀液配方(其中含有FM添加剂作为主络合剂及2g/L的稀土氯化物)及工艺条件,可以获得质量良好的低磷、中磷和高磷镀层。 对电沉积Ni-P合金镀层的初期沉积行为进行了研究。发现电沉积Ni-P合金的初期沉积行为受到基体材料组织的影响。在退火态45钢表面,由于珠光体组织中含有渗碳体相且具有比较高的晶界密度,因而在沉积初期镀层优先在此处形核和生长;镀层在基体表面是以纳米尺度的晶粒聚集在一起形成的聚晶体形式存在的。随着施镀时间的延长,纳米晶聚晶体在横向二维生长的同时,在纳米晶聚晶体的表面上也进行着三维方向的新的一层聚晶体的生长;在调质态45钢表面,由于其具有比较高的晶界和缺陷密度,因此在沉积初期,纳米晶聚晶体的成核密度也较大,从而在二维方向聚晶体的尺度较小,镀层沉积初期表现为致密细小的鳞片状组织。 Ni-P合金镀层组织结构与镀层中P含量密切相关,随着镀层中磷含量的增加,镀层组织由纳米晶转变为非晶;通过X-ray,TEM观察分析了镀层在热处理过程中的晶化行为和晶化产物。Ni-10.6wt%P在晶化过程中有六角亚稳过渡相Ni_5P_2存在,当温度达到400℃时,晶化完全,其晶化过程为:Ni-10.6wt%P(非晶态)→Ni_5P_2亚稳相+Ni固溶体→Ni固溶体+Ni_3P;Ni-3.4wt%P镀层在热处理过程中有Ni_3P相沉淀析出,且随热处理温度的升高,镍晶粒逐渐长大。 对电沉积Ni-P合金镀层的耐蚀性能、镀层硬度及耐磨性能的研究结果表明:镀层的耐蚀性能与镀层的磷含量密切相关,在不同的腐蚀介质中,磷含量的影响表现出不同的规律。热处理后,镀层的耐蚀性能显著下降。在镀态下,低磷镀层较高磷的非晶镀层具有更高的硬度,其耐磨性能也显著高于高磷镀层。镀层经热处理后,由于Ni_3P的析出使镀层硬度得以提高;低磷镀层和高磷镀层在热处理后的耐磨性能 燕山大学工学博士学位论文 差别不大。电沉积NiP合金镀层的摩擦系数及磨损机理与所加载荷有关,随着载荷 增大,其磨损形式从轻微磨损,转变为氧化磨损,继续增大载荷,最后发展为粘着 磨损。 通过在镀液中添加一定量的稀土元素,研究了稀土元素对电沉积NIP合金镀液 和镀层性能的影响。结果表明:在电沉积Ni-P合金镀液中添加一定量的稀土化合 物能够提高 NiP合金镀液和镀层的性能,稀土添加量为 Zg/L时,镀层的耐蚀性能 最好。在镀液中添加一定量的稀土,并未使镀层的含P量升高,稀土也不共沉积 于NIP合金中。稀土元素改善电沉积NIP合金镀液和镀层性能的原因是由于稀土 离子在电极界面的特性吸附,增大了阴极极化。 自行研制了离心高速电沉积装置。用该装置进行了离心电沉积Ni-P及 阳iP)七 复合镀层的试验,研究了工艺参数对镀层成份及镀层性能的影响。研究 结果表明:用离心电沉积方法能够增大电沉积NIP合金的速度;影响镀层中磷含量 的因素主要有pH值、电流密度等。离心电沉积(NI卜SIC复合镀层中的a 含量 远大于常规电沉积;而且复合镀层中8 微粒分布均匀;镀层中8 含量随温度升 高而降低,随电流密度、镀液中a 含量及阴极旋转速度增大而增大;pH值对镀 层中出 含量影响不大;镀层硬度、耐磨性得到提高,复合镀层中 S i C含量越多, 复合镀层的硬度和耐磨性越好。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李爱莲,郭忠诚,张广立;电沉积镍基合金及其复合镀层的研究现状[J];电镀与环保;2003年01期
2 钟世安;彭旖;潘建勋;马承银;;工艺条件对电沉积Ni-金刚石复合镀层性能的影响[J];电镀与涂饰;2006年08期
3 周海飞,杜楠,赵晴;复合电沉积工艺研究现状[J];电镀与涂饰;2005年06期
4 郭忠诚,邓纶浩,杨显万,朱晓云;电沉积RE-Ni-W-P-SiC-PTFE复合材料的耐磨性研究[J];材料保护;2001年01期
5 刘龙玉,郭忠诚,徐瑞东,薛方勤;电沉积RE-Ni-W-P-SiC-PTFE非晶态复合材料的组织及结构[J];金属热处理;2004年08期
6 白晓军,傅光,黎樵燊;热处理对Ni-P-SiC复合电镀层组织结构和耐磨性的影响[J];表面技术;1995年06期
7 舒绪刚;何湘柱;黄慧民;傅维勤;温立哲;姬文晋;;纳米二氧化锆在复合镀中的应用[J];无机盐工业;2007年10期
8 许乔瑜;蔡勤;;锌及锌合金基电沉积耐蚀复合镀层的研究进展[J];腐蚀与防护;2006年06期
9 吕柏林;;耐磨复合镀层的研究进展[J];电镀与精饰;2007年01期
10 古晓雁;潘湛昌;肖楚民;张环华;胡光辉;魏志钢;;纳米Ni-ZrO_2复合电镀研究[J];化学工程与装备;2009年11期
11 姚素薇,廖川平,周旻,郭鹤桐;聚丙烯酰胺大分子链掺杂基质金属锌的复合过程[J];化工学报;2001年06期
12 舒霞;李云;吴玉程;黄新民;郑玉春;;Ni-W-ZrO_2复合镀层的制备及耐腐蚀性能[J];复合材料学报;2007年06期
13 姚素薇,廖川平,郭鹤桐;锌电沉积与丙烯酸盐聚合的复合过程[J];应用化学;1997年02期
14 郭忠诚,朱晓云,杨显万;电沉积RE-Ni-W-P-SiC-PTFE复合镀层的耐蚀性研究(Ⅰ)[J];电镀与涂饰;2005年09期
15 王玉;郭金彪;俞宏英;李辉勤;孙冬柏;;镍磷非晶纳米晶复合镀层的制备及其耐蚀性[J];中国有色金属学报;2007年09期
16 覃奇贤;郭鹤桐;朱龙章;;镍-碳化钨复合电沉积过程的研究[J];材料保护;1993年07期
17 刘小珍;许路坤;宋玲玲;孙晓雯;;Ni-TiB_2-Nd_2O_3复合镀层的性能研究[J];光谱实验室;2011年01期
18 吴向清,谢发勤;铝合金基电沉积Ni-SiC复合镀层的结构及耐磨性研究[J];材料保护;2003年01期
19 李大光;黄林源;何湘柱;傅维勤;周新莉;;Cr-Fe-ZrO_2复合镀层的结构与耐腐蚀性研究[J];表面技术;2010年03期
20 郭忠诚;何丽芳;;电沉积Ni-W-P基纳米微粒复合镀层的组织与结构研究[J];电镀与精饰;2010年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王春亮;苏立民;吴玉道;李晋;;阴极电流密度对Ni-SiC复合镀层性能的影响[A];第五届全国表面工程学术会议论文集[C];2004年
2 杨防祖;黄令;郑雪清;钟晓慧;许书楷;周绍民;;非晶态Ni-W-B/ZrO_2复合镀层的电沉积、结构与性能[A];2004年全国电子电镀学术研讨会论文集[C];2004年
3 汪志良;李志民;陈建忠;马志强;盛炳钧;;电沉积HA-Ti复合镀工艺研究[A];2005年上海市电镀与表面精饰学术年会论文集[C];2005年
4 李君;胡信国;齐毓霖;王殿龙;;电沉积Ni-PSZ复合镀层摩擦磨损行为的研究[A];第六届全国摩擦学学术会议论文集(上册)[C];1997年
5 曹梅;何丽芳;谭宁;郭忠诚;;电沉积Ni-W-P基纳米复合镀层的组织与结构研究[A];2009年全国电子电镀及表面处理学术交流会论文集[C];2009年
6 郭忠诚;朱晓云;徐瑞东;翟大成;;稀土对电沉积Ni-W-B-SiC复合镀层组织结构及性能的影响[A];2002年全国电子电镀年会论文集[C];2002年
7 刘鹏;郭新爱;童叶翔;杨绮琴;;在DMSO-(n-Be)_4NBF_4体系中电沉积纳米Zn-Sb合金[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集(下集)[C];2005年
8 杜建平;邵光杰;;超重力场对电沉积制备MnO_2电化学性能的影响[A];中国化学会第28届学术年会第10分会场摘要集[C];2012年
9 武卫明;姚素薇;李林;张卫国;;珍珠镍电镀的研究现状[A];2005年上海市电镀与表面精饰学术年会论文集[C];2005年
10 张辉;马向阳;杨德仁;;电沉积制备中络合剂对光伏材料CdS的影响[A];中国第六届光伏会议论文集[C];2000年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 太钢修建公司工程管理部 周建国;电镀锑铟合金镀层性能初探[N];山西科技报;2001年
2 本报记者 张永法;如何延长棉纺易损件使用寿命[N];中国纺织报;2008年
3 魏双林;新亚产品以“新”动人[N];中国有色金属报;2006年
4 ;自主创新成就王者之尊[N];江苏科技报;2008年
5 本报记者 吴凡;自主研发 仪征双环成功匹配顶级客户[N];机电商报;2007年
6 魏双林;新亚化工诚信经营市场占先[N];中国有色金属报;2004年
7 本报记者 吴生锋通讯员 张敏 严朝霞;创新,铸就“双环”发展辉煌[N];扬州日报;2007年
8 程远桦;重庆阿波罗纳米技术引发电镀革命[N];科技日报;2003年
9 特约记者 魏双林;开辟高档防腐涂膜卖方市场[N];中国化工报;2006年
10 张建国;江苏海四达集团向技术创新要效益[N];科技日报;2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邵光杰;Ni-P、(Ni-P)-SiC镀层的电沉积及其组织性能[D];燕山大学;2002年
2 李卫东;电沉积Ni基复合层的应用基础研究[D];武汉大学;2004年
3 范云鹰;电沉积Zn-Fe-SiO_2复合镀层工艺、机理及应用研究[D];昆明理工大学;2005年
4 马福秋;镍钛合金表面银基复合镀层的制备与性能研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
5 常立民;脉冲电沉积(Ni-Co)/Al_2O_3复合镀层及其性能研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
6 侯峰岩;脉冲电沉积Ni-ZrO_2纳米复合镀层的制备、表征及机理研究[D];天津大学;2005年
7 杨立荣;纳米ZnO多孔薄膜的湿化学法制备研究[D];天津大学;2005年
8 孙斌;Pb-Sn合金的薄层电沉积生长[D];武汉大学;2004年
9 贾法龙;基于电化学技术的温差电材料和微型温差发电器制备及相关机理研究[D];天津大学;2006年
10 赵洪英;电化学合成同轴电缆结构复合丝及其巨磁阻抗效应的研究[D];天津大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈玉明;碳纳米管/铅基新型滑动轴承材料的制备及其摩擦磨损性能研究[D];广东工业大学;2007年
2 胡进光;电沉积Zn-Fe-SiO_2复合电镀液的稳定性研究[D];昆明理工大学;2005年
3 何方波;电沉积Zn-Ni/纳米Al_2O_3复合镀层工艺研究[D];西安建筑科技大学;2009年
4 王法斌;电沉积镍基SiC/Si_3N_4纳米复合镀层及组织结构与性能研究[D];合肥工业大学;2009年
5 刘强强;电沉积Ni-P/Al_2O_3复合镀层的制备及性能研究[D];江西理工大学;2010年
6 范云鹰;电沉积Zn-Fe-SiO_2复合镀层的工艺及机理研究[D];昆明理工大学;2003年
7 王军丽;电沉积Ni-W-B系复合镀层的工艺及性能研究[D];昆明理工大学;2003年
8 曹刚敏;功能性代铬镀层电沉积及其结构与性能研究[D];厦门大学;2001年
9 王浪云;镍基纳米碳管复合镀层的摩擦磨损性能[D];浙江大学;2003年
10 楚克静;电沉积锡镍合金电磁屏蔽织物的制备及其性能研究[D];东华大学;2009年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978