Ni-P-纳米TiO,2化学复合镀层的制备工艺与性能

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1、于成刚Ni．P一纳米TiO：化。学复介镀层的制备I：艺_Jj性能旦摘要本文主要研究在Ni．P化学镀镀液中加入纳米Ti02颗粒，采用化学共沉积的方法使Ti02纳米颗粒与Ni—P共沉积到金属材料表面形成纳米复合镀层，对Ni．P．(nano)Ti02复合化学镀的工艺参数和镀层性能进行研究。在工艺方面，首先，以Ni—P化学镀中的镍,盐(NiS04．6H20)、还原齐lJ(NaH2P02"H20)、络合剂(C6H807-H20和C3H603)为因素的进行四因素三水平讵交试验，得出Ni．P化学镀基础镀液的最佳优化工艺参数。其次，选择纳米Ti02粒子作为纳米化学复合镀的纳米

2、粒子，在Ni．P化学镀最佳工艺参数的基础上，以纳米Ti02粒子浓度和表面活性剂的浓度为因素进行二因素二水平正交实验，最后得出Ni—P．(nano)Ti02纳米复合镀液的最佳工艺参数：349／L硫酸镍(NiS04·6H20)、309re次亚磷酸钠(Nail2P02"H20)、17∥L柠檬酸(C6H807·H20)、27ml／L乳酸(C3H603)、109／L无水乙酸钠CH3COONa、lm∥L重会属离子Pb2+、纳米T1022．59／L、表面活性剂16ml／L，温度90℃，PH值为4．4，施镀时I、日J120分钟。在优化的工艺条件下得到厚度为25胂，外观平整致密

3、的复合镀层，利用SEM、XRD、显微硬度计、腐蚀电位仪和静念浸泡法等手段对复合镀层的表面形貌、组织结构、硬度和耐腐蚀性进行分析，并与Ni．P镀层性能进行比较。实验结果表明：在硬度方面，镀态和不同温度热处理后的Ni．P．(nano)Ti02复合镀层的硬度都明显高于Ni．P镀层，通过对镀层热处理后进行XRD分析发现在200℃左右镀层结构开始由非品态向晶态转变，当温度升至400℃左右时镀层完全晶化，并出现Ni3P相，此时镀层硬度达到最大值1l50HVo．05，此外，Ni—P．(nano)Ti02纳米复合镀层的结晶温度较Ni—P镀层有所提高。在耐磨性方面，采用称重法测

4、定出Ni．P一(nano)Ti02复合镀层具钉较好的耐磨性。在结合力方面，采用热震法测定出Ni—P．(nano)Ti02复合镀层具有更好的结合力。在孔隙率方面，Ni．P．(nano)Ti02复合镀层的孔隙率高于Ni—P镀层。在耐腐蚀性方丽，分别采刚测定复合镀层臼腐蚀电位和在10％H2S04和15％HCi标准腐蚀溶液中腐蚀94,时的方法，试验得出相同结果，Ni．P镀层的耐腐蚀性能最好，而Ni．P．(nano)Ti02复合镀层的耐腐蚀性略差于Ni—P镀层，但两者的耐腐蚀性都明显高于基体碳钢。最后，总结了整个研究取得的成果，并对以后可以丌展的研究工作进行了展望，提出

5、了改进建议和措旌。关键词：化学复合镀；纳米颗粒；Ni．P；制备工艺：性能于成刚Ni．P一纳米TiO：化。学复介镀层的制备I：艺_Jj性能AbstractAddingnanometer-sizedTi02particleinsolutionofNi—Pelectrolessplating，idealcompositecoatingofNi—P一(nano)Ti02wasobtainedbyelctrolessdeposition，technologicalparameterandfunctionoftheNi-P-(nano)Ti02compositecoati

6、ngwerediscussedinthisthesis．Inthefactoftechnologicalprocess，First，methodtoobtainthebesttechnologicalparametersofNi—Pelectrolessplatingwiththeorthogonaltestoffourfactorsthatisnickelsalt、reducingagentandcomplexingagentatthreedifferentlevels．secondly，onthebasisofthebesttechnologicalpar

7、ametersofNi—Pelectrolessplating，usingorthogonalexperimentalmethodoftwofactorswhichiStheconcentrationofnanometerTi02particleandsurfactantconcentrationattwodifferentlevels．Atlast,thebesttechnologicalparameteroftheNi-P-nano(Ti02)compositeplatingwereobtianed：349／LNiS04·6H2、309／LNaH2P02·

8、H20、179／LC6H807·H20