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化学沉积纳米二硫化钼复合镀层的制备及性能研究

王利  
【摘要】: 本文运用化学复合镀的方法制备出Ni-P/n-MoS_2复合镀层,对复合镀层的制备工艺、组织结构及其性能进行了研究。在制各工艺方面讨论了基础化学镀镀液的优化、纳米二硫化钼的分散方法以及施镀工艺参数对复合镀层的沉积速率和纳米二硫化钼复合量的影响;使用铁谱显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析仪(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对Ni-P/n-MoS_2复合镀层的微观形貌和组织结构进行了分析;使用M200型磨损试验机和Q800型端面磨损试验机对Ni-P/n-MoS_2复合镀层的摩擦磨损性能进行比较研究;采用静态浸泡法和极化曲线法对Ni-P/n-MoS_2复合镀层的耐腐蚀性能进行了研究。 研究结果表明:使用优化后的化学镀基础配方,选用阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵10mg/L,并配以10ml/L非离子型表面活性剂Tween-80,可以较好地使其润湿、分散自然状态下团聚严重的纳米二硫化钼颗粒;温度对复合镀层的沉积速率影响明显,T=88℃时沉积速率最大,但对纳米二硫化钼的复合量影响不大;pH=4.5时沉积速率达到最大值,pH=4.4时复合量达到最大值;加入量为2.0g/L时,沉积速率和复合量都达到最大值;Ni-P/n-MoS_2复合镀层的显微硬度比Ni-P镀层有所提高,并且随复合量的增大而提高;纳米二硫化铝的复合没有对复合镀层的结合力产生明显影响;环块磨损实验中,Ni-P/n-MoS_2复合镀层的磨损失重和摩擦系数明显低于Ni-P镀层,也略低于Ni-P/m-MoS_2复合镀层;在端面磨损实验中,Ni-P/n-MoS_2复合镀层在不同载荷下的摩擦系数差别不大,但随摩擦线速度的增加摩擦系数有所下降;Ni-P/n-MoS_2复合镀层的耐磨减磨作用,主要是由于镀层内的n-MoS_2颗粒在载荷作用下,不断被释放到摩擦面,形成了连续完整的自润滑膜;Ni-P/n-MoS_2复合镀层的孔隙率随n-MoS_2复合量的增加而下降;静态浸泡实验和极化曲线的测量结果都表明Ni-P/n-MoS_2复合镀层的耐腐蚀性比Ni-P镀层有所下降。


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