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谈直流电沉积NiPαAl_2O_3纳米复合镀层大专

收藏本文 2024-01-26 点赞:14158 浏览:58708 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:本论文将纳米α-Al_2O_3粒子加入基础镀磷镍液中进行电沉积,获得了Ni-P-α-Al_2O_3纳米复合镀层,综述了各种因素对复合电沉积历程的影响,介绍了复合沉积层的各种性能及运用。通过沉降实验浅析分散系系统的悬浮性能,利用HX-1000TM型数字式显微硬度计浅析了镀层表面的显微硬度,通过浸泡实验和阳极极化曲线检测了复合镀层的耐蚀性能。纳米α-Al_2O_3粒子由于粒径小,比表面积大,表面自由能高,在生产、贮存历程中极易发生团聚。对纳米α-Al_2O_3粒子用表面活性剂处理,探讨了不同超声时间和不同分散剂加入量条件下,十六烷基三溴化铵(CTAB)、十二烷基苯磺酸钠(LAS)和聚乙二醇6000(PEG6000)三种分散剂对纳米α-Al_2O_3粒子在水溶液中分散性能的影响。结果表明:这些阴离子、阳离子和非离子表面活性剂可有效地抑制纳米α-Al_2O_3粒子的团聚。最佳分散工艺为:十二烷基苯磺酸钠加入量0.8g/L,超声时间35min。最低沉降体积低达5.4ml,镀层最大显微硬度值高达1207HV。探讨了Ni-P-α-Al_2O_3纳米复合镀层热处理前后结构的变化对性能的影响,目的是找出微观结构和性能之间的联系。结果表明:镀态Ni-P-α-Al_2O_3纳米复合镀层呈非晶态结构,200℃镀层开始晶化,析出亚稳相Ni_(12)P_5和Ni_5P_2,350℃亚稳相向Ni和Ni稳定相转变,且晶粒长大,400℃时只有Ni和Ni相;热处理后镀层的硬度大于非晶态镀层,在300℃,部分晶化析出的纳米晶弥散分布于非晶相中,镀层的硬度达到极大值968HV,随着热处理温度的升高,复合镀层的耐蚀性逐渐减弱,当热处理温度超过300℃复合镀层的耐蚀性迅速降低。以纳米复合镀层显微硬度值作为评价标准,通过正交试验确定出了Ni-P-α-Al_2O_3纳米复合电镀的最佳工艺条件。最佳工艺条件如下:电沉积温度为35℃,pH值为3.5,电流密度为4A/dm~2,搅拌速率为320r/min,纳米粉体浓度为16g/L,电镀时间为70min。在最佳工艺条件下得到镀层最大显微硬度值高达1332HV。关键词:直流电沉积论文Ni-P-α-Al_2O_3纳米复合镀层论文热处理论文显微硬度论文

    摘要8-9

    Abstract9-11

    第1章 绪论11-23

    1.1 探讨背景11-12

    1.2 复合镀层分类12-16

    1.2.1 纳米复合镀层13-14

    1.2.2 电催化复合镀层14-15

    1.2.3 含稀土的复合镀层15

    1.2.4 梯度功能材料的复合电镀15-16

    1.2.5 其他特殊功能的复合镀层16

    1.3 制备镍 - 磷合金镀层的工艺条件16-17

    1.3.1 镍源的影响16

    1.3.2 磷源的影响16-17

    1.3.3 阳极的影响17

    1.3.4 温度的影响17

    1.3.5 缓冲剂的影响17

    1.4 国内外探讨近况及进展走势17-19

    1.5 电镀镍 - 磷合金镀层的性能19-21

    1.5.1 镀层的组织结构20-21

    1.5.2 镍 - 磷合金镀层的硬度21

    1.5.3 镀层的耐磨性21

    1.5.4 镀层的耐蚀性21

    1.6 目前 N i - P -α - Al_2O_3纳米复合电沉积探讨有着的不足21-22

    1.7 课题探讨的目的和作用22-23

    第2章 实验部分23-32

    2.1 主要装置、仪器和试剂23-25

    2.1.1 实验装置和主要仪器23

    2.1.2 实验所用主要试剂23-25

    2.2 电沉积工艺流程25

    2.3 镀件预处理25-26

    2.3.1 打磨氧化皮25

    2.3.2 碱液除油25-26

    2.3.3 酸蚀26

    2.3.4 活化26

    2.4 镀液的配制26-28

    2.4.1 基础镀液的配制26-27

    2.4.2 浆料的配制27-28

    2.4.3 镀液的配制28

    2.5 电沉积制备复合镀层28-29

    2.5.1 直流电沉积纳米复合镀层的原理28

    2.5.2 正交试验的设计28-29

    2.6 热处理29

    2.7 物理性能浅析实验29-32

    2.7.1 Ni - P- α - Al_2O_3纳米复合镀层硬度检测29-30

    2.7.2 Ni - P- α - Al_2O_3纳米复合镀层表面形貌观察及物相浅析实验30

    2.7.3 Ni - P- α - Al_2O_3纳米复合镀层耐腐蚀性能探讨实验30-32

    第3章 表面活性剂的选择32-38

    3.1 复合镀液中微粒的沉降试验32-33

    3.2 分散剂最佳超声时间和最佳浓度的确定33-35

    3.2.1 不同超声分散时间分散剂分散性的影响33-34

    3.2.2 分散剂浓度对纳米α - A l2O3分散性的影响34-35

    3.3 分散剂对复合镀层显微硬度的影响35-37

    3.4 本章小结37-38

    第4章 热处理对纳米复合镀层的影响38-46

    4.1 热处理对纳米复合镀层的显微硬度的影响38-40

    4.1.1 热处理时间对纳米复合镀层的显微硬度的影响38-39

    4.1.2 热处理温度对纳米复合镀层的显微硬度的影响39-40

    4.2 热处理对纳米复合镀层的耐蚀性的影响40-44

    4.2.1 热处理时间对纳米复合镀层的耐蚀性的影响41-42

    4.2.2 热处理温度对纳米复合镀层的耐蚀性的影响42-44

    4.3 本章小结44-46

    第5章 直流电沉积 Ni-P-α-Al_2O_3纳米复合镀层的探讨46-52

    5.1 正交试验设计46-48

    5.2 主要因素对复合镀层显微硬度的影响48-50

    5.2.1 温度对复合镀层显微硬度的影响48-49

    5.2.2 电流密度对复合镀层显微硬度的影响49

    5.2.3 纳米 Al_2O_3添加量对复合镀层显微硬度的影响49-50

    5.3 本章小结50-52

    第6章 结论和展望52-55

    6.1 主要结论52-53

    6.2 展望53-55

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