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Ni/SiC镀层制备与性能研究及Cu/SiC、Cu/ZrWO复合镀层制备工艺的探讨

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第一章文献综述

1.1复合电镀的发展概况

1.2复合镀层的特点、分类及应用

1.3固体微粒的选择

1.4镀液中粉体颗粒的行为及稳定分散条件

1.5电沉积过程中的电极行为

1.5.1电极表面双电层

1.5.2电沉积过程与电极极化

1.6复合电沉积机理研究概况

1.7复合电沉积过程的几个主要模型:

1.7.1 Guglielmi模型

1.7.2 MTM模型

1.7.3 Valdes模型

1.7.4运动轨迹模型

1.7.5其他的共沉积模型

1.8本课题的主要内容及其意义

第二章Ni-SiC复合镀层制备工艺与性能研究

2.1样品准备与镀液选择

2.1.1样品的准备

2.1.2镀液的选择

2.2霍尔槽实验

2.3镀层性能研究方法

2.3.1硬度测试

2.3.2耐磨试验

2.3.3高温氧化试验

2.3.4常温腐蚀试验与极化曲线测试

2.3.5扫描电镜观察与能谱分析

2.3.6 X-ray衍射分析

2.4试验结果与讨论

2.4.1原始SiC粉体的观察与表征

2.4.2 SiC加入量对镀液(pH)的影响

2.4.3 Ni-SiC复合电镀工艺及镀层表面观察

2.4.4 Ni-SiC复合镀层的性能研究

2.5本章小结

第三章Cu-SiC复合镀层制备工艺的研究

3.1实验方法

3.1.1镀液配制

3.1.2电镀工艺

3.1.3硬度测试与表面观察

3.2粉体处理对Cu-SiC镀层形貌的影响

3.2.1 SiC粉体未处理

3.2.2 SiC粉体碱处理

3.3电流密度对Cu-SiC镀层中粉体含量影响

3.4 Cu-SiC复合镀层硬度

3.5本章小结

第四章电沉积制备Cu-ZrW2O8复合材料

4.1前言

4.2实验方法

4.2.1电极与粉体的前处理

4.2.2试验工艺条件

4.2.3扫描电镜观察

4.3实验结果与讨论

4.3.1钨酸锆粉体的表征

4.3.2电流密度对镀层粉体含量的影响

4.3.3电镀时间对粉体含量的影响

4.3.4添加剂对ZrW2O8复合含量的影响

4.3.5 Cu-ZrW2O8复合材料块状样品制备与SEM观察

4.4本章小结

第五章结论

参考文献

致谢

攻读学位期间论文情况

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摘要

复合电沉积是一种表面复合处理技术,通过粉体颗粒加入到金属镀液中在电镀过程中形成的复合镀层,能表现出比纯金属更优越的力学性能、耐腐蚀性能等。通过复合电沉积的方法制备功能镀层,已成为了近年来研究的热点。 本文首先对Ni-SiC复合镀层的工艺条件进行了研究与探讨;借助扫描电镜着重考察了电流密度、pH值、镀液中粉体添加量、添加剂等因素对复合镀层中粉体含量和镀层形貌的影响,并确定Ni-SiC复合镀层制备的最佳工艺条件。通过磨损减重、氧化增重、腐蚀失重试验以及极化曲线与显微硬度测试等方法研究了复合镀层的各项性能;试验中还对Cu-SiC、Cu-ZrW<,2>O<,8>复合电镀工艺进行了初步的研究和探索。 研究结果表明:在Ni-SiC复合镀层制备过程中,随电流密度的提高或镀液pH值升高,Ni-SiC复合镀层中SiC粉体含量呈峰值变化;在电流密度为3.3A/dm<'2>,镀液pH值3.8~3.9时镀层中SiC粉体含量较高;加入适量的添加剂能有效提高镀层粉体颗粒的含量。随着镀层中SiC粉体含量的增加,镀层的硬度随之增大:Ni-SiC复合镀层的耐磨性、抗高温氧化性能均明显优于纯镍镀层,其常温耐盐水腐蚀性能也比纯镍镀层略好或相当。 Cu-SiC复合共沉积的初步试验表明:随着电流密度的增加,镀层中的SiC含量仅略有增大;在镀液中添加少量的添加剂,尤其是在低电流密度条件下将有利于提高镀层中粉体的含量;试验还发现:SiC粉体若先经NaOH溶液浸泡处理,能够有效促进微粒与基质金属的共沉积,提高镀层中粉体复合含量。本试验在酸性镀铜液中成功地制备了Cu-ZrW<,2>O<,8>复合镀层。在电流密度2A/dm<'2>,镀液pH:1.1,温度25℃下电镀,铜镀层中ZrW<,2>O<,8>体积含量能达到25~45﹪。随着电镀时间的延长,粉体在镀层中的含量略呈峰值变化;添加CTAB或CTAB+SDS将影响复合镀层的形貌,改善复合材料的平整性,但降低镀层中粉体含量。

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