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高频脉冲电沉积镍钴碳化硅耐蚀性耐磨性的研究

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致谢

第一章 引言

1.1 复合电镀的发展过程

1.2 基本概念

1.2.1 金属共沉积的发展

1.2.2 复合电镀的特点

1.3 金属基复合材料中的一支新军--复合镀层

1.4 与复合电镀有关的理论问题

1.4.1 腐蚀概述

1.5 研究背景和目的意义

第二章 实验方法

2.1 镀液的配制及镀层的制备

2.2 镀层性能测试

2.2.1 阳极极化曲线的测量

2.2.2 浸泡失重实验

2.2.3 镀层表面分析

2.2.4 镀层结构的测定

2.2.5 镀层硬度的测定

2.2.6 镀层热稳定性的测定

2.2.7 镀层耐摩擦性的测定

2.2.8 正交实验

第三章 Ni-Co-SiC复合镀层的形貌和成分

3.1 频率对Ni-Co-SiC复合镀层中Co含量的影响

3.2 镀液中SiC含量对镀层显微硬度的影响

3.3 镀层表面形貌

3.4 镀液的分散与镀层的成分

3.4.1 实验试剂

3.4.2 实验步骤

3.4.3 试验结果的分析

3.5 本章小结

第四章 Ni-Co-SiC复合镀层耐蚀性的研究

4.1 Ni-Co-SiC复合镀层在10wt%NaOH溶液中的耐蚀性

4.1.1 Ni-Co-SiC复合镀层阳极腐蚀极化曲线

4.1.2 Ni-Co-SiC合金镀层腐蚀前后的表面形貌

4.2 Ni-Co-SiC镀层在15wt%H2SO4溶液中的耐蚀性

4.2.1 Ni-Co-SiC镀层阳极腐蚀极化曲线

4.2.2 Ni-Co-SiC镀层的失重曲线

4.2.3 Ni-Co-SiC镀层腐蚀前后的表面形貌

4.3 镀层在3.5wt%NaCl溶液中的耐蚀性

4.3.1 Ni-Co-SiC镀层阳极腐蚀极化曲线

4.3.2 Ni-Co-SiC镀层的失重曲线

4.3.3 Ni-Co-SiC镀层腐蚀前后的表面形貌

4.4 其它因素对镀层阳极极化行为的影响

4.5 各因素对镀层腐蚀失重速率的影响

4.6 本章小结

第五章:镀层的热稳定性及耐磨性研究

5.1.镀层的热稳定性能研究

5.1.1 SiC含量变化

5.1.2 显微硬度变化

5.2 镀层的耐磨性能研究

5.2.1 试验方法

5.2.2 实验结果及讨论

5.2.3 镀层的硬度分析

5.3 本章小结:

第六章 结论

参考文献

作者简历

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摘要

脉冲电镀通过抑制放电离子(即被沉积的金属离子)在阴极表面液层中浓度梯度的形成,从而减薄了扩散层的实际厚度,减少了阴极过程的浓差极化,相应地提高了阴极极限扩散电流密度,并使工作电流密度范围内的阴极极化程度增大。而阴极极化值越大,所需的形核功越小,晶核形成的几率越大,晶核的数目增加,因而所形成的沉积表面致密,孔隙率低,结晶细致,导致小角度晶界的增加,因此会提高材料的硬度、耐蚀性、耐磨性等性能。
   本文对镍钴合金镀层的耐蚀性、耐磨性及电沉积工艺进行以下几个方面的研究:
   通过高频率的脉冲电源制得的Ni-Co-SiC镀层,并通过电化学实验测试了其在10wt.%NaOH、15wt.%H2SO4和3.5wt.%NaCl溶液的中的耐蚀性和各级高温下不同SiC、Co含量镀层的热稳定性及不同SiC含量的镀层的耐磨性。利用扫描电镜(SEM)观察了Ni-Co-SiC镀层经过上述三种溶液腐蚀前后的表面形貌及经过不同力量磨损后的镀层的表面形貌。研究了电源频率、占空比、阴极电流密度及镀液中钴含量对镀层耐蚀性、耐磨性的影响。并采用X-射线(XRD)分析了镀层的结构。
   结果表明:和直流镀层相比,高频脉冲镀层致密、均匀,且呈胞状生长,在10wt.%NaOH、15wt.%H2SO4和3.5wt.%NaCl溶液中均有较强的耐蚀性,电源参数及镀液中的钴含量的改变会影响镀层的耐蚀性。同时,镀层中钴含量的增加会提高镀层的硬度而降低镀层的耐蚀性。以及经过耐磨性的测试,明显看出脉冲镀层相比直流镀层也有明显的抗磨性。

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