电沉积镍基sicsilt3gtnlt4gt纳米复合镀层及组织结构与性能研究

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1、电沉积镍基SiC／Si。N；纳米复合镀层及组织结构与性能研究摘要纳米复合电沉积是一种新兴的复合表面技术，通过将纳米粒子引入金属镀液中形成的纳米复合镀层，显示出优越的机械性能、电催化性能、耐腐蚀性能等，正逐渐成为研究的热点。本文采用正交实验、对比实验优化电沉积镍基SiC／Si3N。纳米复合镀层的工艺配方，探索纳米微粒的添加量和粒径、分散剂、分散方法、pH值、电流密度、施镀条件等多种因素对施镀工艺和镀层外观的影响。并在此基础上，阐述了纳米颗粒与金属共沉积的机理。同时利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对镀层的形貌、组织结构和成分进行分析；并通过测定镀

2、层的显微硬度、腐蚀失重、测定极化曲线和摩擦试验等方法研究了镍基SiC／Si。N；纳米复合镀层的性能。研究表明：pH值对于镀层表面影响最为明显，Ni-Co-P-Sic／sizN。复合镀层在酸性镀液中镀层质量较好，pH值在2．3范围内，在这范围之外镀层表面质量很差；Ni—W—SiC／Si。N。复合镀层在偏碱性性镀液中镀层质量较好，pH值在7．8范围内，在这范围之外镀层表面质量很差；其次对镀层影响较大的为温度，通过对沉积后的试样观察，在较高温度下，镀层表面光洁度、平整度、镀层结合力都相对较好；电流密度主要影响沉积效率，对镀层其它性能影响较小；分散剂、粒径大小及添加量等因素

3、对镀层也有一定的影响，但影响相对较小。电沉积Ni．W-SiC／Si3N4、Ni．Co．P．SiC／Si3N4合金纳米晶镀层的显微硬度都较高，一般都在700HV以上。腐蚀试验表明：添加SiC／Si3N4镍基复合镀层具有更好的耐蚀性，复合镀层在腐蚀介质中表面迅速生成一层彩色的钝化膜，使腐蚀速度减慢。在1mol／L的NaCl和0．5mol／L的H2S04溶液中Ni．W．SiC／Si3N4复合镀层耐腐蚀性能明显优于Ni．Co．P．SiC／Si3N4复合镀层。摩擦试验表明：Ni．Co．P．SiC／Si3N4复合镀层耐磨擦性能优于Ni．W．SiC／Si3N4复合镀层；通过观察摩

4、擦痕迹的SEM图发现添加微米颗粒的复合镀层其摩擦试验后的痕迹比添加微米级颗粒的复合镀层均匀，但添加微米级粒子的复合镀层其耐摩擦性能却’优于添加纳米粒子的复合镀层。关键词：电沉积复合镀层镍基合金耐蚀性摩擦性能StudyonthePreparation，MierostructureandPerformanceofNi-basedSiC／SiaN4Nano-compositeCoatingsbyElectrodepositionAbstractCompositeelectrodepositionwithnano—particlesisadevelopingsurfacet

5、echnology．Nano—compositecoatingisshowingmoreandmoreexcellentperformance，suchasmechanicalperformance，catalyticperformance，corrosiveprotectiveperformanceandSOon．Allofthishasboughtawiderangeinvestigationonit．Inthispaper,thepreparationprocessofelectro--depositionofNi--basedSiC／Si3N4Nano—co

6、mpositeCoatingswereoptimizedbyusingperpendicularexperimentsandcomparativetrial．Andtheeffectsofmainfactors(addingquantityofnano—Si3N4，dispersemethods，currentdensity，dispersingagent)onthequalityofNi—W-Si3N4compositecoatingsanddepositionvelocitywerealsodealtwith．Basedofit，codepositionmech

7、anismofnano—particleswithmetalionswasintroduced．Manydispersionmethodsonthenanometerparticleforelectrolesscompositecoatingshavebeenstudiedinthispaper．Atthesametime，themicrostructuresandcomponentsofthenano-compositecoatingNi—W-SiC／Si3N4andNi-Co—P—SiC／Si3N4werecharacterizedbyEDS、XRDandS