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镍基纳米复合电刷镀研究进展

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摘 要 本文综述了镍基纳米复合电刷镀层的研究进展,指出了目前纳米复合电刷镀研究的局限与见后的发展方向,为各种特殊功能的镍基复合电刷镀层及多粒子复合电刷镀层的研制和性能研究奠定基础。

关键词 电刷镀 纳米 复合镀层

中图分类号:TGl74 文献标识码:A

本文概述了近5年内镍基纳米复合电刷镀层的研究进展,为以后进一步开展镍基纳米复合刷镀层的研究提供帮助。

1镍基耐磨镀层研究进展

吴少驹在快速镍镀液中加入纳米Cr2O3得到的纳米复合镀层,其截面硬度比纯镍镀层截面硬度提高8.3%,表面形貌更加细化。丁元柱、王研在镀液中添加纳米SiC颗粒,制备了纳米SiC-MoS2/Ni基复合刷镀层,显著地提高了镀层硬度、耐磨、减摩性能。李颖等对纳米金刚石/镍复合镀层的显微硬度和耐磨性研究发现镀液中纳米金刚石含量约30g/L时,镀层硬度最高为650HV,显微硬度较纯镍提高了50%。王芹芹等研究了镀镍液中添加纳米TiO2颗粒最佳工艺,发现纳米TiO2含量10g/L ,刷镀电压10V,镀液温度30℃时,制备的纳米TiO2-Ni基镀层显微硬度和耐蚀性能最优,镀层组织细小且致密,晶粒显著细化且与基体结合良好,无起皮,剥落。于永妍对纳米碳化硅镀层最佳工艺进行了研究,结果表明性当n-SiC含量8g/L,电压10V、相对速度15m/min 时镀层硬度最佳可达637HV。张虎,汪刘应等制备了镍-碳纳米管复合电刷镀层,发现碳纳米管的加入改善了镀层的组织形貌,使得晶粒更加细密均匀,镀层表面粗糙度更小。袁庆龙等制备了 Ni/Y2O3纳米复合刷镀层,发现当纳米Y2O3颗粒含量为15g/L时,镀层形貌最为平整致密,硬度达到峰值。

综上近几年的实验研究可知在某种程度上讲,纳米颗粒的加入会在镀层中起到弥散强化作用,微观上晶格结构与单一的快速镍镀层相比有了极大的变化,同时每种不同的纳米颗粒都存在相对应的最佳的实验参数,使宏观镀层形貌变得细密均匀,硬度增大,耐磨性也大幅提高,摩擦系数明显降低。总体而言,纳米颗粒的适量加入,可使镀层各方面性能明显改善。

2镍基耐腐蚀镀层研究进展

卓城之等研究发现在旋转速度高于2.51m/s时,颗粒增强复合镀渗层的耐蚀性能优于Ni基合金镀层。谢凤宽等发现电刷镀得到纳米碳化硅镀层在海水中的静态耐腐蚀性比Ni镀层的好。袁庆龙等采用电刷镀技术制备了Ni/ZrO2复合镀层,在800℃氧化后,其晶粒细小、均匀,氧化增重速率明显低于快速镍镀层。王芹芹等复合镀液中纳米TiO2质量浓度为10g/L时,复合镀层的耐腐蚀性能最优;纳米颗粒含量相等的情况下,阳离子表面活性剂分散镀液所得镀层具有最好的耐腐蚀性能。

复合镀层用处多种多样,添加了纳米颗粒的复合镀层的发展不仅是硬度耐磨方面取得长足发展,在抗氧和耐腐方面也有了极大进步,金属的高温氧化、抗腐蚀一直是困扰我国科技进步的一大难题。为开发更多更好的高温抗氧化耐腐蚀镀层指明了研究方向

3总结

目前,纳米复合电刷镀层的纳米颗粒主要有纳米氧化铝粉、纳米金刚石粉、纳米碳化硅粉、纳米氧化锆粉等几种,这就导致纳米复合刷镀层的研究多局限于镀层的耐磨、耐腐蚀等性能研究,随着科技的发展,对功能各异复合材料的呼求声越来越高,这就要求我们不断开发具有更多、更强性能的复合镀层。因此,纳米复合刷镀层还有非常大的发展空间和研究价值。

纳米复合电刷镀层无论是组织致密度、晶粒度、显微硬度还是耐磨减摩性、耐蚀性都优于同种金属镀层,而且其应用范围更加广泛。随着人们对纳米微粒认识的加深和研究的深入,一定能克服现阶段的研究难题,将纳米复合电刷镀技术带入一个更广阔新天地。

参考文献

[1] 吴少驹.纳米Cr2O3复合电刷镀镀层性能研究[J].全面腐蚀控制,2009(11).

[2] 丁元柱,王研.纳米SiC-MoS2/Ni基复合电刷镀层组织与耐磨性能[J].材料开发与应用,2010(6).

[3] 李颖等.纳米金刚石/镍电刷镀复合镀层机械性能研究[J].金刚石与磨料磨具工程,2010(4).

[4] 王芹芹,等.纳米Ti02-Ni基电刷镀参数的优化及镀层性能[J].材料保护,2011(10).

[5] 于永妍.n-SiC / Ni 复合电刷镀层制备及性能试验研究[J].青岛远洋船员学院学报,2012(2).

[6] 卓城之,等.纳米Al2O3颗粒增强Ni基复合镀渗合金层的腐蚀磨损性能研究[J].南京大学学报(自然科学),2009(2).

[7] 袁庆龙.Ni/Y2O3纳米复合刷镀层组织及性能研究[J].稀有金属材料与工程,2012 (2).

[8] 谢凤宽.电刷镀n-SIC/Ni镀层在海水中的静态腐蚀试验[J].材料导报,2009(14).

[9] 袁庆龙.Ni/ZrO2纳米复合刷镀层的抗高温氧化性[J].功能材料,2012(21).

[10] 王芹芹.纳米复合电刷镀层微观结构及腐蚀电化学行为[J].表面技术,2012(1).