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Ni-Co-P/WC(nm)复合镀层研究及硅的表面金属化

张博  
【摘要】: 本论文研究了在过共晶铝硅合金上电沉积Ni-Co-P/WC(nm)复合镀层以及在 单晶硅表面化学镀镍磷合金的工艺,利用金相显微、X射线衍射、能谱等分析手段 对这两种镀层的组织结构和成分进行了研究,对成膜中单因素的影响进行了探讨, 并对Ni-Co-P/WC(nm)复合镀层的力学性能、耐蚀性能以及化学镀Ni-P合金的 导电性能作了测试。主要的实验内容和结果包括: 1.用复合电沉积的方法首次在过共晶铝硅合金基体上获得了Ni-Co-P/WC(nm) 复合镀层,并优选出电沉积的最佳工艺参数为:NiSO_4·6H_2O:240g/L;CoSO_4 浓度:60g/L;NiCl_2·7H_2O:45g/L;H_3BO_3:30g/L;H_3PO_3:35g/L;电 流密度:6A/dm~2;温度:70℃搅拌速度:1100rpm;PH值:1.5。 2.研究探讨了各种单因素对复合镀层中钴含量的影响,实验表明,电流密度及镀 液中的硫酸钴浓度对镀层中钴含量影响尤为突出;二者对镀层中钴含量的影响 是相异的,硫酸钴的浓度升高有利于钴含量的增大,而在研究的电流密度范围 内,电流密度升高则会使镀层中钴含量有一定下降。 3.对Ni-Co-P/WC(nm)复合镀层进行的力学性能测试表明,Ni-Co-P/WC(nm) 镀层相对于Ni-P/WC(nm)镀层有较优良的力学性能,硬度和耐磨性都有较 大的提高。在对Ni-Co-P/WC(nm)复合镀层的耐蚀性能进行测试时发现,此 复合镀层对表面质量的要求较高,否则会严重影响镀层的耐蚀性能。 4.利用X射线衍射、金相显微、能谱等手段对镀层的组织形貌及成分进行了分 析,查明大部分晶态WC微粒弥散分布于基体中,但也有一部分微粒呈团聚 状态,镀层的表面形貌与Ni-P/WC(nm)的表面形貌相似,都成菜花胞状。 5.对影响化学镀镍磷合金镀层中磷含量及镀速的不同影响因素进行了分析,实验 发现,镀液中次磷酸钠的浓度对镀层中的磷含量及镀速有非常大的影响,其影 响程度远远的超过其它因素。 6.分析了硅基底化学镀Ni-P合金的组织结构,用能谱仪、扫描电镜对其成分及 表面形貌进行了研究,发现化学镀Ni-P合金具有典型的胞状结构。 7.对化学镀镍磷合金的导电性能进行了定性分析,得出镍磷合金的电阻率随磷的 含量升高而急剧增大。


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