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本文采用超声-电沉积的方法研制铜-碳化硅纳米复合镀层(以铜作为基质镀层,碳化硅纳米颗粒作为第二相粒子与基质铜金属共沉积到Q235碳钢表面,以下简称为Cu-SiC纳米复合镀层),研究阴极电流密度、超声波功率、SiC纳米颗粒含量、镀液温度、表面活性剂含量等工艺参数对复合镀层表面形貌、复合镀层中SiC颗粒含量、镀层显微硬度、耐蚀性等性能的影响。通过正交实验对工艺参数进行优化,得出性能理想的复合镀层的制备工艺,比较Cu-SiC纳米复合镀层与直流电沉积铜镀层和超声-电沉积铜镀层的性能。研究结果表明:阴极电流密度、SiC纳米颗粒添加量、超声波功率、温度、表面活性剂含量等工艺参数对Cu-SiC纳米复合镀层形貌及性能存在影响。通过正交实验,得出各工艺参数对复合镀层显微硬度影响大小依次为:SiC纳米颗粒添加量>阴极电流密度>超声波功率>温度>表面活性剂含量。在阴极电流密度6A/dm2,超声波功率300W,SiC纳米颗粒添加量12g/L,复合镀液温度20℃,表面活性剂含量120mg/L的工艺条件下,可制备性能较为理想的Cu-SiC纳米复合镀层。使用SEM观察镀层表面形貌,直流电沉积铜镀层的表面形貌为片状结构,表面颗粒尺寸5～10μm,超声-电沉积铜镀层表面形貌为六棱锥状,表面颗粒尺寸3～5μm,Cu-SiC纳米复合镀层表面形貌为菜花头状,表面颗粒尺寸1μm左右。通过EDS分析元素组成,直流电沉积铜镀层和超声-电沉积铜镀层由Cu元素组成,Cu-SiC纳米复合镀层由Cu、C和Si三种元素组成。XRD分析可知,直流电沉积铜镀层和超声-电沉积铜镀层由Cu单相组成,Cu-SiC纳米复合镀层由Cu和SiC两相组成,并且根据Debye-Scherer公式计算可知,Cu-SiC纳米复合镀层晶粒尺寸最小。直流电沉积铜镀层的显微硬度为152.4HV,Cu-SiC纳米复合镀层显微硬度为294.6HV,比直流电沉积铜镀层高一倍。Cu-SiC纳米复合镀层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀速度为0.0445 g·m-2·h-1,直流电沉积铜镀层的腐蚀速度为0.2031 g.m·2·h.1;极化曲线拟合结果表明,Cu-SiC纳米复合镀层的腐蚀电流密度最小;由电化学阻抗谱分析可知,直流电沉积铜镀层的镀层电阻为823.2Ω·cm2,Cu-SiC纳米复合镀层的镀层电阻为1911.7Ω·cm2。通过以上对比,Cu-SiC纳米复合镀层的耐蚀性最好。