热处理温度对纳米ni-tin复合镀层的影响

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1、强热处理温度对纳米Ni．TiN复合镀层的影响雪金海，王元刚。吴蒙华(大连大学机械工程学院，辽宁大连116622)f摘要]恰当的热处理工艺参数是提高纳米Ni—TiN复合镀层性能的关键因素。采用超声-脉冲电沉积的方法制备了纳米Ni．TiN复合镀层，分析了热处理温度对Ni．TiN复合镀层的表面形貌、显微硬度、耐磨性能以及结合强度的影响规律。研究表明：热处理温度对镀层的耐腐蚀性和镀层与基体的结合力都有重要的影响，当热处理温度为400oC时，纳米Ni—TiN复合镀层不仅具有平整的表面，而且具有优良的耐腐蚀性；而镀层的结合强度在300

2、oC时最佳。[关键词]纳米Ni-TiN复合镀层；热处理；耐腐蚀性；结合强度[中图分类号]TQ153．2[文献标识码]A[文章编号]1001—1560(2010)09—0035—020前言1试验TiN具有高熔点、高硬度、高温化学稳定性及优良1．1基材处理的导热性能、导电性能等，适用于耐高温、耐磨损、低辐基体为45钢，尺寸为30mm×20mmX3mm，表射玻璃涂层及医学领域；作为复合材料的增强相，制备面粗糙度R=0．05m。阳极为纯镍板，纯度大于的纳米金属基Ni—TiN复合镀层广泛用于金属陶瓷、切99．99％。削工具以及熔炼金

3、属用坩埚等产品中，具有极大的研前处理在室温下进行，具体过程为机械打磨一水究价值和应用前景¨“。基体与沉积层的结合强度、洗电化学抛光一水洗除油一水洗除锈一水洗一沉积层表面质量、晶粒大小等是影响Ni—TiN复合镀层活化_+水洗。化学除油：100g／LNaOH，50g／LNa3PO4，使用性能的关键因素。除了制造工艺外，热处理方法4g／L洗衣粉，10min；除锈：200g／LH2SO4，300g／L也可以进一步改善该镀层的组织并提高镀层的力学性HE1，4g／LOP，10min；活化：O．05g／LCl2H25NaSO4，300能

4、娟J。不同的材料热性能存在不同，因而选择合适g／LHE1，30~50s。‘的热处理温度是获得组织结构致密、力学性能优异的1．2镀层制备镀层的关键因素之一。为了探讨热处理对纳米复合镀层的影响，同时获电沉积工艺的镀液配方：320g／LNiSO4·6H2O，40得组织和性能皆佳的复合材料，本工作在不同温度下g／LNiC12·H2O，35g／LH3BO3，90mg／LCTAB(溴化对超声-电沉积法制备的纳米Ni．TiN复合镀层进行了十六烷基三甲基铵)，2～3g／LC7HO3NSNa·2HO，热处理，并对热处理后的镀层形貌进行了观察

5、，对镀层6～8g／L纳米TiN，电流密度为3～6A／din，30—50硬度、结合强度和耐磨性能进行了测试。研究表明热oC，pH值为3．8—4．4，占空比40％，超声功率为360处理工艺可以有效改善复合镀层组织和性能，热处理W，施镀时间为30min。温度在300oC时结合强度达到最大，在400oC时明显热处理在SX．5．12型箱式电阻炉中进行，温度为细化晶粒，提高表面耐腐蚀性。200～500qc，保温1h，取出后空冷。1．3测试分析[收稿Et期]2010——04——23(1)采用中性盐雾试验(NSS)法测试样品的耐腐[基金项

6、目]辽宁省自然科学基金(20082145)；辽宁省优秀人才支持计划(2oo8r~co4)资助蚀性能。将纳米TiN复合镀层试样浸人3％的NaC1溶[通信作者]吴蒙华(1963一)，男，教授，主要从事特种加液中，持续180h，同时保持腐蚀介质温度为28℃。经工技术研究，电话：0411—87402147，E．mail：去离子水清洗、乙醇超声清洗、烘箱烘干后，用扫描电wmh005@】63．tom镜观察表面形貌。偶Langmuir吸附模型在此并不适用。天祝褐煤残渣对相关系数R=0．9604。Cr(VI)的吸附符合Freundlich

7、吸附模型。3结论Freundlich模型中的2个参数分别是和rg，Kf表示吸附能力，与亲和力和吸附容量有关；1／n反映了吸将天祝褐煤提取腐植酸后的残渣用于吸附水溶液附的强度，与吸附剂一吸附质之间的亲和力有关，n>l中的cr(VI)，在室温(20～25℃)，pH值为5的条件是进行有效吸附的前提【3]，本工作测得的数据均在该下，有较好的吸附效果，吸附平衡时间约为4．h。其吸范围内。附规律符合Langmuir和Freundlich模型，但对于液相2．4吸附动力学吸附，Freundlich吸附模型更适合，其R=0．9686，特性常

8、数n为2．O446，其值在2～10之间，也说明有较好在吸附动力学中，常用于描述吸附动力学方程的的吸附性能；其吸附过程可用Ho准二级反应动力学模数学模型有Lagergren准一级，Ho准二级和二级动力学型描述。方程J。利用相关方程对所得试验数据进行回归分析，动力学试验数据与Ho准二级动力学模型较为吻[参考