碳纳米管增强镍磷基复合镀层研究

《碳纳米管增强镍磷基复合镀层研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第5’卷第&期&$$"年&月物理学报*D<,5’，/D,&，WXYZ=;Z[，&$$"#$$$9’&-$M&$$"M5（’$&）M$5’#9$(U)EU4.72V)U2V/V)U"&$$")A3,4A[C,2D?,"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""碳纳米管增强镍磷基复合镀层研究!!陈传盛陈小华李学谦张刚易国军张华胡静（湖南大学材料科学与工程学院，长沙"#$$%&）（&$$’年’月#&日收到；&$$’年"月#(日收到修改稿）对)*+方法制备的碳纳米管进行表面改性处理，然后在液相中分散，

2、利用化学共沉积方法形成碳纳米管镍磷基复合镀层，研究了碳纳米管表面改性后的红外谱、碳纳米管复合镀层的表面形貌、硬度及摩擦学行为,结果表明：碳纳米管的加入明显地提高镍磷复合镀层的硬度和改善了镍磷复合镀层的摩擦性能,硬度达到-"(.*，&$/载荷时摩擦系数为$01，增至%$/时降为$0(；相同条件下与传统耐磨材料23)增强的镍磷基复合镀层相比，具有更低的摩擦系数和磨损量,关键词：碳纳米管，表面改性，复合镀层，摩擦行为!"##：(#"%，%#($，"&1%.，(&&$4磨机理,#0引言&0实验［#］自从碳纳米管（)/EC）发现以来，由于其新颖的结构和优异的力学、电磁学、热学和物理化学

3、性$%&%碳纳米管的制备及改性能，迅速成为化学、物理及材料科学等领域的研究热［&—(］#&实验用碳纳米管是用催化热分解法制备碳纳米点,理论上，碳纳米管的杨氏模量为#0%F#$4;，强度约为钢的#$$倍，密度为钢的#G(，弯曲强度管，由溶胶9凝胶法制备镍催化剂，采用乙炔作为碳［&］源，1$$L下在催化剂上生长出碳纳米管,先经为#"0&H4;，它的长径比达到#$$—#$$$，是典型的一维纳米材料，并且其管壁独特的六边形结构赋于’:D

4、有优异力学性能的碳纳米管复合材料，已经引起人O.值至中性后，烘干碳纳米管，然后研磨待用,们极大兴趣,目前研究较多的是聚合物基碳纳米管$%$%复合镀层的制备［%—#$］复合材料，并取得了较大进展,相对而言，对碳P样品采用圆柱形"5钢柱，规格为!Q’"::，!纳米管增强金属基复合材料研究不多,I=J=:;K3等［##］用热压法制备的碳纳米管G铝基复合材料退火Q#$::,采用的镀液配方主要成分为/32R"·(.&R后碳纳米管仍保持原状，界面处没有发生反应，虽然&%SGN，/;.&4R&·.&R&(SGN，/;)&.’R&#%SGN，提高了材料的热稳定性，但力学性能提高并不理想,/;

5、’)(.5R1·&.&R#5SMN添加剂，硫脲，表面活性剂,其原因主要是很难将碳纳米管均匀分散在金属基体用/.’·.&R调O.值至"05左右，温度%(T’L，碳中，并与金属基体形成牢固结合,本文采用化学共沉纳米管含量$05SMN,为了作比较，在相同条件下制备积方法，将改性处理过的碳纳米管与镍磷合金共沉了/394和/394923)复合镀层，碳化硅含量为105SGN，积在金属基体上，形成了碳纳米管均匀分布的镍磷粒度为$0%!:,P基复合镀层,研究了它的表面形貌和显微硬度及其施镀前圆柱形"5钢柱经过打磨、除油、除锈、在干摩擦条件下的摩擦磨损行为，并分析了它的耐酸洗活化，然后用去离子

6、水冲洗干净,热处理在有氮!国家自然科学基金（批准号：5$’1&$&$，5--1&$’#），湖南省自然科学基金（批准号：$#667&$5&）和湖南大学重大课题基金资助的课题,!89:;3<：.=>;?@ABCDA=,?D:+2*物理学报+2卷气保护的箱式炉中进行，温度为!""#，保温$%&2B结果与讨论!"#"性能测试利用’’()卧式金相显微镜进行样品硬度测#"$"碳纳米管改性处理试，载荷为*+,，每个样品都进行三点测试，取平均值&用-.*""型扫描电镜观察碳纳米管复合镀层的碳纳米管是典型的一维纳米材料，在化学共沉形貌&积过程中极易团聚，影响复合镀层的质量&要发挥碳红外谱测试是

7、将表面改性的碳纳米管与/01混纳米管在复合镀层中的增强作用，就必须使碳纳米合压片后在2"".-3456仪器上测试&管均匀地分散在镍磷基体中和提高碳纳米管在复合摩擦实验在’78(*"""型销盘式摩擦磨损实验镀层中的复合量&根据目前公认的DE,F=G:=提出的机上进行&摩擦副为轴承钢环（外径!92*::，内径化学共沉积两段吸附理论表明，碳纳米管与工件的!9*"::），转速为!92;!1<:=>，实验温度为常温&吸附强弱直接影响碳纳米管在复合镀层中的复合实验前后样品都要经过去离子水清洗、无水乙醇超量，只依靠碳