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1、复合材料特种铸造及有色合金2006年第26卷第11期电铸Ni2CeO2纳米复合材料的工艺研究孙勇薛玉君李济顺吴明远(河南科技大学)摘要用电铸法制备了Ni2CeO2纳米复合材料,考察了镀液中CeO2纳米颗粒浓度、阴极电流密度、镀液温度对纳米复合材料中CeO2含量及纳米复合材料显微硬度的影响,对纳米复合材料的表面形貌进行了分析。结果表明,制备Ni2CeO2纳2米复合材料的最佳工艺条件为纳米颗粒添加量为40g/L,阴极电流密度为4A/dm,镀液温度为55℃,pH值为3.8;在最佳工艺条件下可得到CeO2质量分数为8.5%的Ni2CeO2纳米复合材料,其表面光滑平整、组织均匀致密,且显微硬度
2、HV达到598,较纯镍有显著提高。关键词电铸;纳米复合材料;CeO2;纳米颗粒中图分类号TB331;TQ153.4文献标志码A文章编号1001-2249(2006)11-0730-03纳米复合材料电铸技术是利用电化学原理,将纳米表面形貌进行了分析。颗粒与欲沉积的金属离子在阴极表面实现共沉积,以形成具有某些特殊功能的纳米复合材料的工艺[1]。电铸1试验设备与工艺技术与传统的复合材料制备方法(如溅射铸造、粉末冶基础镀液质量浓度组成:NiSO4·6H2O为300g/L,金、原位反应技术等)相比,制备温度低(一般低于100[2]NiCl2为10g/L,H3BO4为40g/L,C12H25SO
3、4Na为0.2℃)、设备简单、成本低,不存在严重的界面反应,被g/L。所选用试剂都为分析纯或化学纯,CeO2纳米颗粒广泛应用于机械、化工和模具等领域。直径为30nm左右。试验工艺参数:在pH值恒定为稀土氧化物纳米颗粒不但具有纳米材料的尺寸效318的条件下,CeO2纳米颗粒添加量为5～80g/L,阴应、表面效应等,更因稀土元素具有独特的4f电子层结2极电流密度为2～10A/dm,温度为25～65℃,试验过构、大的原子磁矩和很强的自旋轨道耦合等特性,引起程中搅拌强度以纳米颗粒可充分悬浮为准。为使纳米[3]了广大学者的关注。稀土氧化物能明显改善金属的颗粒充分润湿且均匀分散于镀液中,试验前对
4、镀液同时[3][4]抗高温氧化性、耐腐蚀性和摩擦磨损性能等。电进行超声分散和磁力搅拌处理60min。铸方法制备的Ni2La2O3纳米复合材料具有较高的显微试验阴极采用不锈钢片,阳极为电解镍板,镍板纯硬度和良好的耐磨性能,复合材料中La2O3含量越高,度为99.99%,阴、阳极面积之比为2∶3,极间距为30[5]其显微硬度就越高,耐磨性也就越好。利用电沉积mm。电源采用TPR3010H恒流稳压电源,配以78HW21方法,可获得具有较高硬度,且耐磨性能、耐蚀性能和抗恒温加热磁力搅拌器进行磁力搅拌。[6]高温氧化性能优良的Ni2CeO2纳米复合材料。但用用JSM25610LV扫描电镜(SE
5、M)对纳米复合材料电铸法制备含CeO2纳米颗粒的金属基复合材料工艺进行表面形貌和成分分析。在HVS21000型数显显微方面的研究报道还很少。硬度计上测定纳米复合材料显微硬度,载荷0.49N,保本课题研究了电铸法制备Ni2CeO2纳米复合材料持时间10s,对每个试样的中央和4角边缘处进行测的工艺,着重分析了电铸工艺参数对纳米复合材料中定,取其平均值。CeO2含量及复合材料显微硬度的影响,并对复合材料收稿日期:2006-06-30基金项目:清华大学摩擦学国家重点实验室开放基金资助项目(SKLT04203);河南科技大学重大科学前期预研专项(2004ZD003);河南省高校创新人才基金资助
6、项目(2005-16)第一作者简介:孙勇,男,1982年出生,硕士研究生,河南科技大学机电学院,河南洛阳(471003),电话:0379-64244080,E-mail:sunyong-2001@163.com2王绍雄.铜和铜合金在电子工业中的新趋向.铜加工,1992(3):6～8合金导条和护环.中国发明专利,99101884.9.1999.3金子秀夫.新型合金材料.胡本芙译.北京:宇航工业出版社,1989.8KiyoushiI,MasakaxuA.CharacterizationofCu2Al2O3Nano2scaleCom24王隆寿.宝钢铬锆铜结晶器铜板的研制.冶金设备,1999
7、,12(6):34positeSynthesizedbyinSituReduction.MaterialsTransaction,1993,34～36(8):718～7215MotohisaM.DevelopmentTrendsinNewCopperforLead-frame.Journal9赵乃勤.粉末冶金真空热压法制备WC/Cu复合电阻焊电极.兵器材oftheJapanCopperandBrassResearchAssociation,1990,29:
