喷射电沉积镍基纳米复合镀层试验研究

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纳米复合镀层相比于一般镀层而言,在耐腐蚀性、耐磨性、自润滑性、显微硬度等方面具有更加优良的性能,被普遍应用于零部件表面改性、部件防护等方面;喷射电沉积相比于普通电沉积而言,具有更高的沉积效率,更稳定、更优质的镀层质量,通过合理的参数控制,可制备不同结构的镀层。本文在自行设计搭建的试验机床上,开展了喷射电沉积镍基纳米复合镀层的基础试验研究,并对镀层的各项性能进行了较为详细的分析,主要研究内容如下:  (1)金属材料的腐蚀机理分析与复合镀层的防腐机理分析。金属发生腐蚀需要空气和电解质两项条件同时具备,单质金属的腐蚀从表面开始,而复合材料由于不同材料之间存在电势差,在电解质的作用下会形成电解池,故会发生晶间腐蚀。  (2)实验装置的设计与搭建,控制系统程序的编写。针对实验需求,提出了模块化设计方案,设计了喷射电沉积机床;针对试验不同参数的需要,编写了控制程序,搭建了带有 LCD显示屏的控制盒,方便对实验过程的观察与控制。  (3)纳米多层膜结构复合镀层的试验研究。针对烧结钕铁硼磁体材料本身易腐蚀失效的问题,采用喷射电沉积技术,高速高效制备出光亮镍、暗镍、多层镍三种结构形式的沉积层。对镀层各项性能的测试表明,多层镍结构形式的镀层抗腐蚀性能远远高于单层镍,并且表面质量相对于暗镍有明显的改善,兼有亮镍与暗镍的优点,能更好的保护钕铁硼材料。  (4)为进一步提高纳米复合镀层的表面质量及性能指标,在喷射电沉积基础上引入在线陶瓷棒滚压摩擦的方法制备Ni-SiO2复合镀层。通过改变镀液中纳米SiO2粒子的含量以及是否采用陶瓷棒进行滚压摩擦作用,考察不同浓度的SiO2及摩擦对镀层的表面形貌、显微硬度及耐蚀性的影响,并用 FESEM、XRD、显微硬度计对镀层进行了表征分析,结果表明:陶瓷棒辅助滚压摩擦不仅提高了镀层的显微硬度,还改善了其表面质量;Ni-SiO2纳米复合镀层的显微硬度与耐蚀性较纯镍镀层都得到了一定提高。
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