ni-tio2纳米复合镀层的制备与性能研究

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1、分类号：学校代码：10165密级：学号：201110937硕士学位论文Ni-TiO2纳米复合镀层的制备与性能研究作者姓名：黄野学科、专业：凝聚态物理研究方向：纳米复合材料导师姓名：张敏副教授2014年3月万方数据学位论文独创性声明本人承诺：所呈交的学位论文是本人在导师指导下所取得的研究成果。论文中除特别加以标注和致谢的地方外，不包含他人和其他机构已经撰写或发表过的研究成果，其他同志的研究成果对本人的启示和所提供的帮助，均已在论文中做了明确的声明并表示谢意。学位论文作者签名：学位论文版权的使用授权书本学位论文作者完全了解辽宁师范大学有关保留、使用学位论文的规定，及学校有

2、权保留并向国家有关部门或机构送交复印件或磁盘，允许论文被查阅和借阅。本文授权辽宁师范大学，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库并进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后使用本授权书。学位论文作者签名：指导教师签名：签名日期：年月日万方数据辽宁师范大学硕士学位论文摘要纳米复合镀层不但具有高硬度、耐磨性、耐腐蚀性、耐高温性、导电性、磁性等性能，而且在操作上利于控制。在众多纳米材料中，纳米TiO2被认为是无污染材料并有优异的光催化活性，因而Ni-TiO2纳米复合镀层在涂料、陶

3、瓷、水处理、空气净化、杀菌等方面都有广泛应用。本论文选用锐钛矿型纳米TiO2作为复合微粒添加到瓦特镀镍液中，采用电化学沉积方法在316L不锈钢表面制备Ni-TiO2纳米复合镀层。通过改变TiO2微粒的添加量、阴极电流密度、电镀时间、搅拌方式等四个实验参数，考察其对Ni-TiO2纳米复合镀层表面形貌和镀层中纳米TiO2微粒含量的影响。本文还对Ni-TiO2纳米复合镀层包括膜基结合力、显微硬度、耐磨性能等在内的力学性能进行了检测。2通过对比实验得出优化工艺条件：TiO2添加量:15g/L；阴极电流密度：3A/dm；电镀时间：40min；搅拌方式：磁力间歇搅拌。使用X射线衍

4、射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)测得，在这种优化工艺条件下制备的Ni-TiO2纳米复合镀层表面平整、致密、无裂痕、晶粒细化，呈现Ni（111）晶面为择优取向。利用应力弯曲、显微硬度及摩擦磨损实验对镀层的力学性能进行了测试。本论文所获得的Ni-TiO2纳米的复合镀层与基体结合良好；显微硬度优于纯镍镀层和不锈钢基体，可达到1241.5HK。Ni-TiO2纳米复合镀层的耐磨性明显优于纯镍镀层，Ni-TiO2纳米复合镀层的摩擦系数明显低于纯镍镀层的摩擦系数，摩擦系数降低了62%，Ni-TiO2纳米复合镀层的磨损率在纳米TiO2微粒添加量为15g/L时最小，此时镀层中T

5、iO2含量高，晶粒尺寸小。关键词：电化学沉积；纳米TiO2；耐磨性-I-万方数据Ni-TiO2纳米复合镀层的制备及其性能研究PreparationandpropertiesofNi-TiO2nanocompositecoatingsbyelectrodepositionmethodAbstractTheadvantagesofnanocompositecoatingsnotonlyhavepropertiessuchashighhardness,wearresistance,corrosionresistance,hightemperatureresistance,e

6、lectricalconductivity,magnetic,butalsogoodcontrolofoperation.Inmanynanomaterials,nanoTiO2isregardedasapromisingmaterialowingtonon-pollutingandphotocatalyticactivity.So,thereisawiderangeofapplicationsofNi-TiO2nanocompositecoatinginpainting,ceramics,watertreatment,airpurification,steriliz

7、ation,etc.Inthispaper,Ni-TiO2nanocompositecoatingsarepreparedbyelectrochemicaldepositionofNiandanatasenanoTiO2ontosurfaceof316Lstainlesssteelinthewattsnickelplating.TheinfluenceofTiO2nano-pariticulatesconcentration,cathodecurrentdensity,electroplatingtimeandstirringmethodonthes