ni基非晶态复合涂层工艺及性能研究申请书

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1、编号大学生创新性实验计划项目申请书项目名称Ni基非晶态复合涂层工艺及性能研究所属学院材料科学与工程学院申报人张颖瑛、郭玄、李海江等指导教师孙万昌职称副教授填表日期2011.11.10实验室与设备管理处制1大学生创新实验计划项目申请表项目名称喷涂/时效强化复合工艺提高镁合金的抗蚀性申请经费2000项目组成员基本情况姓名专业及班级主要角色联系电话签名张颖瑛材料0901组长13201896285郭玄材料0901组员13700235981李海江材料0901组员15249289272郭祥庆材料0901组员15249288032高旺材料0901组员1370024

2、1076指导教师情况姓名孙万昌职称副教授学历/学位博士E-mailsunwanchang@tsinghua.org.cn联系电话13572198962专业特长材料表面工程姓名朱明职称讲师学历/学位博士E-mailmzhu@xust.edu.cn联系电话15991987728专业特长材料表面工程一、申请理由（包括选题背景、意义，项目组成员已具备的知识条件、特长、兴趣等）非晶态合金是20世纪后期材料科学领域发展迅速的一种新型材料,其具有和晶态物质可相比拟的高硬度和高粘滞系数。非晶态固体的结构不具有周期性和平移对称性，是一种长程无序、短程有序的结构。正是由

3、于非晶态合金结构的特殊性，使得非晶态合金具有许多特殊的性质。有的非晶态合金具有高饱和磁感应强度，低磁损耗的特性；有些非晶态合金的热膨胀系数近于零，其电阻率则高出较多；许多非晶态合金表现出非常好的耐腐蚀性能；大部分非晶态合金具有很高的强度和耐磨性。此外由于非晶态材料具有非常优异的物理、化学和机械性能，而这些性能往往又是现有金属材料所不及的,因此,应用前景十分广阔人们对于这种新材料是尖端技术和工业生产的基础这一点越来越有所认识。以这一点为动力、世界各先进国家都先后开发应用了非晶态金属材料。日本专家曾预言“非晶态金属材料是二十一世纪的理想材料”。由此可见,

4、非晶态材料的开发利用是一大趋势,以基础研究及实用化为目标的研究正在积极进行。目前,非晶态材料可用液体急冷法、真空蒸镀法、溅射法、电镀法和化学镀法等多1种方法获得。其中,电镀或化学镀法以其工艺简单,成本低,可大面积镀覆等优点而日益受到人们的重视。近十年来,不仅有数十种非晶态合金镀层被研制开发出来,而且已有部分镀层在实际生产中得到了广泛的应用。电沉积通常称电镀，是一种通过外加电源使电流经阴极、电解液、阳极，在阴极表面还原金属的方法。合金电沉积是制备非晶态镀层的有效手段，许多单金属电沉积时无法形成非晶态，而在合金电沉积时却可以实现。现在，用电沉积法已可制备

5、出数十种非晶态合金镀层。非晶态合金电沉积层大之分为5种类型：金属-氢构成的非晶态合金；金属-类金属系非晶态合金；金属-金属系非晶态合金；半导体元素的非晶态合金；非晶态金属氧化物。随着新型非晶态合金电镀的开发、研究和进展，电沉积非晶态合金的种类还会增加，他们的性能也不断开发与完善，其潜力很大。化学镀与电镀不同，是一种不需要外部电源，而靠溶液中的还原剂使金属离子还原为金属沉积在制品表面的、可控制的、自催化的化学还原过程。它又不同于浸度或置换度。化学镀是靠渡液中的还原剂的氧化来提供电子，同时使溶液中的金属离子在基体表面还原沉积，而不应在渡液内发生还原沉积。

6、因此，化学镀需要不断地补充还原剂以保持氧化过程不断进行，在具有催化性的基体上可连续进行沉积，以获得我们所要求的镀层厚度。化学镀镍层属于非晶态结构，无磁性、抗电磁干扰性能好，适宜做屏蔽；且界向腐蚀倾向小，镀层细致，孔隙率低，耐蚀性能好。因此，已引起人们越来越多的关注。此外，由于从原材料到成品制备工艺简单，生产成本低廉，作为一种综合性能优越的工程材料，前景是非常广阔的。化学镀镍可以镀于非导体以及形状比较复杂的工件，这是化学镀得以广泛应用的最为主要因素。表面不耐磨的基底可以用化学镀镍赋予坚硬耐磨的表面；一些基底经过化学镀镍之后，使之容易进行钎焊并同时可以改

7、善他们的表面性质。化学镀镍层均匀致密、空隙率小、化学稳定性好。镀层一般磷含量为5%～12%。当磷含量大于8%时，镀层为非晶结构，但是，非晶态合金处于热力学不稳定状态，受热时容易向平衡态转变。因此，温度连续升高时，它会在一个很窄的温度范围内转变为晶态。对非晶态的Ni-P合金来说，在300℃以下热处理时间不太长时，尚可保持其非晶态结构。由于非晶态结构没有晶界和位错等晶体缺陷且无偏析，故具有良好的耐蚀性。化学沉积法制取这种耐腐蚀材料，工艺简便，而且涂层均匀。1选用Ni基非晶态镀液配方时，必须要考虑基材性质和镀层的性能要求才能取得预期的效果。现在公开发表的配

8、方大多数是不完整的，隐去了某些关键的成分。因此在实际配置时还需要通过我们自己的实践使之完善。化学镀镀液的使用