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试析石墨电沉积碳复合镀层与其结构和性能站

收藏本文 2024-03-08 点赞:29789 浏览:134571 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:纳米材料具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面和界面效应、隧道效应,以而呈现出独特的磁性、力学、光学、电学、电化学催化性能。这些年来,纳米技术越来越引起人们的关注,纳米科学技术对材料科学的进展起到了巨大的推动作用。纳米复合沉积技术是纳米技术与复合沉积技术相结合的结果,是复合沉积技术进展进程中重要的探讨课题。本论文探讨了两种功能性复合镀层的电沉积工艺及性能。(1)具高耐磨性的电接触镀层—Ag/纳米金刚石复合镀层。在基础镀银液中加入预先处理过的粒度为10~30纳米的金刚石粉体,在紫铜片上电沉积制备Ag/纳米金刚石复合镀层。采取扫描电镜(SEM),能谱浅析(EDS)X射线衍射(XRD)探讨了电沉积条件对复合镀层的形貌、组成和结构的影响。结果表明,最佳沉积条件为阴极电流密度8mA/cm~2、搅拌速度400r/min和镀液中纳米金刚石粉体浓度为10g/L。复合镀层具有复相结构,金刚石颗粒在镀层中分布较均匀,质量含量最高达到9wt%。显微硬度和电阻测试表明,随着Ag/纳米金刚石复合镀层中金刚石含量增加,复合镀层显微硬度显著增大;电阻率呈增加走势。在5.0wt%Na_2SO_4溶液的Tafel实验说明,Ag/纳米金刚石复合镀层比Ag镀层具有更好的耐腐蚀能力。(2)具自润滑性的耐蚀镀层—Zn/石墨复合镀层。在锌酸盐镀液中加入预处理过的粒度为10~25微米的石墨粉体,超声搅拌下,在碳钢片上电沉积制备Zn/石墨复合镀层。采取扫描电镜,能谱浅析探讨了电沉积条件对复合镀层的形貌、组成的影响。结果表明,最佳沉积条件为阴极电流密度50mA/cm~2,镀液中石墨粉体浓度为8g/L。所得复合镀层表面均匀,呈灰黑色。磨损试验表明,在相同压力及相同作用时间下,Zn/石墨复合镀层比纯锌相比,损耗量及磨擦系数更小,镀层更具耐磨性。在3.5wt%NaCl溶液的Tafel、电化学阻抗(EIS)及5.0wt%NaCl的中性盐雾加速腐蚀试验表明复合镀层经铬钝化后比相应的纯锌镀层具有更好的耐蚀性能。关键词:复合电沉积论文纳米金刚石论文石墨论文锌酸盐镀锌论文电触材料论文

    摘要3-4

    Abstract4-8

    第1章 绪论8-27

    1.1 碳纳米材料8-9

    1.1.1 石墨的性质8-9

    1.1.2 金刚石的性质9

    1.2 纳米复合镀层的探讨进展概况9-11

    1.3 纳米复合镀的特点11-12

    1.4 纳米复合电沉积机理及模型12-18

    1.4.1 Gugpelmi 模型13-14

    1.4.2 MTM 模型14

    1.4.3 Valdes 共沉积模型14-15

    1.4.4 运动轨迹模型15-16

    1.4.5 Hwang 共沉积模型16

    1.4.6 Yeh S.H 模型16-18

    1.5 纳米颗粒在复合镀层中的作用机制18

    1.6 纳米复合镀技术探讨近况18-22

    1.6.1 高硬度、耐磨、耐腐蚀的纳米复合镀层19

    1.6.2 催化功能的纳米复合镀层19-20

    1.6.3 电接触功能的纳米复合镀层20-21

    1.6.4 自润滑纳米复合镀层21-22

    1.7 耐磨性电接触镀银22-23

    1.8 环保性碱性镀锌技术23-24

    1.9 本论文的探讨内容与作用24-27

    1.9.1 Ag/纳米金刚石复合镀层25

    1.9.2 Zn/石墨复合镀层25-27

    第2章 Ag/纳米金刚石复合电沉积27-40

    2.1 实验部分27-29

    2.1.1 实验试剂和仪器27

    2.1.2 工艺流程27-28

    2.1.3 镀液组成及工艺参数28-29

    2.2 Ag/纳米金刚石复合电沉积工艺的探讨29-32

    2.2.1 纳米金刚石粉体的分散探讨29-31

    2.2.2 表面活性剂的选用31-32

    2.3 Ag/纳米金刚石复合电沉积行为的影响因素32-35

    2.3.1 搅拌速度对复合镀层中金刚石质量含量的影响32-33

    2.3.2 镀液中金刚石粉末浓度对复合镀层中金刚石质量含量的影响33-34

    2.3.3 阴极电流密度对复合镀层中金刚石质量含量的影响34-35

    2.4 Ag/纳米金刚石复合镀层的结构与性能探讨35-38

    2.5 本章小结38-40

    第3章 Zn/石墨镀层的复合电沉积40-52

    3.1 实验部分40-42

    3.1.1 实验试剂和仪器40

    3.1.2 工艺流程40-41

    3.1.3 镀液组成及工艺参数41-42

    3.2 Zn/石墨复合电沉积工艺的探讨42-45

    3.2.1 石墨粉体的预处理42

    3.2.2 搅拌方式对 Zn/石墨复合电沉积的影响42-43

    3.2.3 沉积条件对复合镀层中石墨质量含量的影响43-45

    3.3 Zn/石墨复合镀层的结构及性能探讨45-50

    3.3.1 Zn/石墨复合镀层的结构表征45-47

    3.3.2 Zn/石墨复合镀层的耐蚀性测试47-48

    3.3.3 Zn/石墨复合镀层的摩擦性能测试48-49

    3.3.4 Zn/石墨复合镀层的 Nyquist 图谱49-50

    3.4 本章小结50-52

    第4章 总结52-54

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