镍-磷-碳化硅镀层制备工艺的研究

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1、镍-磷-碳化硅镀层制备工艺的研宄宿辉XUHui(黑龙江工程学院材料与化学工程学院，哈尔滨150050)(CollegeofMaterialsandChemical,EngineeringHeilongjiangInstituteofTechnology，Harbin150050,China)摘要院为了提高化学复合镀层的性能，采用纳米碳化硅颗粒为增强体制备了镍-磷-碳化硅化学复合镀层，研宄了温度、pH、搅拌速率对镍-磷-碳化硅镀层沉积速率的影响，确定了最佳施镀工艺：温度为84益、pH值为4.6、搅拌速度为200r&m

2、iddot;min-loAbstract:Inordertoimprovethepropertiesofelectrolesscompositecoating,theNickel-Phosphorus-SiliconcarbideparticlecoatingelectrolesscompositecoatingaddedSiliconcarbideparticlewaspreparedandvariousparametersontheNickel-Phosphorus-Siliconcarbideparticle

3、coatingwerestudiedsystematically.Theexperimentalresultsshowthat:temperature,pHstirringspeeddepositionratehadagreaterinfluence.Itwasconfirmdthatthetemperaturewas84益,thepHwas4.6,thebeststirringratewas200r/mim-l.关键词院碳化硅颗粒；化学复合镀层；工艺参数；纳米Keywords:Siliconcarbidepart

4、icle；electrolesscompositecoating；technologicalparameter；Nanometer中图分类号院TQ153文献标识码院A文章编号院1006-4311(2014)06-0294-020引言化学复合镀是只备成木低、工艺简单、环境友好等优点的表面处理技术，由于镀层只有分散粒子和基体金属的共同特征，故加入不同特性的粒子可给镀层带来优良的新功能，故得到了较广泛的应用［1-4］。(SiC)P具有良好的硬度、耐磨性和抗腐蚀性能，木试验采用碳化硅颗粒制备了镍磷化学复合镀层，研宄了工艺参

5、数对沉积速度的影响，确定最佳的镍-磷-碳化硅化学复合镀工艺，并分析了相应机理。1实验1.1镀液的组成实验使用的纳米碳化硅颗粒是激光诱导法制备的琢-(SiC)P,镀液成分主要奋：硫酸镍、次亚磷酸钠、苹果酸、乳酸等，纯度均为分析纯。金属基体试样为2cm伊lcm伊lcm的45#钢。1.2镀层的制备流程1.2.1试样的前处理前处理过程包括为：金相砂纸打磨寅抛光机抛光寅右机溶剂除汕寅水洗寅化学碱液除汕寅水洗寅无水乙醇除汕(5耀20min)寅蒸馏水清洗寅10%HCI活化(0.5耀lmin)。1.2.2复合镀层的制备将一定质量的

6、碳化硅颗粒加入到配制好的复合镀液中,搅拌，加热镀液至规定温度后，放入前处理后的试样施镀。施镀吋间约为1.5-2h。1.3测试方法镀层的形貌采用jSM-6400型扫描电子显微镜测定；成分采用美国KYKY型能谱仪测定；镀层的形成速率采用重量法，用分析天平准确称量试片在施镀前后的重量，按下式计算沉积速度：v=(W1-W0)伊104(/籽伊A伊t)o式中：v沉积速度(滋m/h)，Wl、W0分别为施镀前后试片的重量(g)，籽镀层密度(g/cm3),A试片面积(cm2),t施镀吋间(h),本实验取籽=7.8g/cm3。2工艺条

7、件的确定2.1温度对镀层形成速率的影响温度对镀层沉积速率的影响如图1所示，横坐标为温度，纵坐标为镀层的沉积速率。由图1可见，沉积速率出现先增加再降低的趋势，这是由于随着温度的升高，颗粒的运动速度加快，分子间的有效碰撞增多，从而提高了金属离子的共沉积速率，增加了反应速率。但如果温度再升高，镀液中会出现较多的活性的点，导致镀液快速失效，镀速下降。本实验所确定的镀液温度范围是80-90益，最佳温度为84益。2.2pH对镀层形成速率的影响镀液的pH值是影响镀层形成速率的重要因素之一。图2为镀液pH值对镀层形成速率的影响，横

8、坐标为镀液的pH值，纵坐标为镀层的形成速率。由图2可见，pH值太低吋反应无法进行，随着镀液pH值的提高，镀层形成速率增加，如果镀液pH值过高，亚磷酸盐的溶解度降低，容易引起镀液的自分解发生，使镀液失效。实验把pH值范围控制在4.5-5.0之间，最佳pH值为4.4。2.3搅拌速度对镀层形成速率的影响实验发现，搅拌速度对复合镀层的沉积速率有较大的影响。图3为搅拌