【摘 要】
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金属基复合镀层由于具有优异的耐高温/耐磨损、耐腐蚀以及高硬度等性能而受到人们的广泛关注.电沉积作为制备金属基复合镀层最常用的一种技术,具有设备简单、操作简便、速度快、温度低、价格低廉、易于控制等优点.二氧化硅用作增强相粒子可以显著提高金属基复合镀层的硬度、耐磨损和耐腐蚀性能.然而研究表明,在水溶液中制备纳米二氧化硅粒子增强的金属基复合镀层存在镀层中粒子含量低且分布不均匀的难题.本文以非水性溶剂一氯
【机 构】
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中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室,兰州730000;中国科学院大学,北京100030
【出 处】
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第八届全国腐蚀大会暨第217场中国工程科技论坛
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金属基复合镀层由于具有优异的耐高温/耐磨损、耐腐蚀以及高硬度等性能而受到人们的广泛关注.电沉积作为制备金属基复合镀层最常用的一种技术,具有设备简单、操作简便、速度快、温度低、价格低廉、易于控制等优点.二氧化硅用作增强相粒子可以显著提高金属基复合镀层的硬度、耐磨损和耐腐蚀性能.然而研究表明,在水溶液中制备纳米二氧化硅粒子增强的金属基复合镀层存在镀层中粒子含量低且分布不均匀的难题.本文以非水性溶剂一氯化胆碱/乙二醇低共熔溶剂为电解液,采用脉冲电沉积的方法在铜基底上制备了纳米二氧化硅粒子增强的镍基复合镀层,并对沉积过程中Ni(Ⅱ)的电化学行为、金属Ni与SiO2纳米颗粒的共沉积机制以及Ni-SiO2复合镀层的结构、组成和耐腐蚀性能进行了研究.结果表明,在未添加任何分散剂的情况下,纳米二氧化硅粒子在氯化胆碱/乙二醇低共熔溶剂中表现出优异的分散稳定性.电化学测试表明,电镀液中加入SiO2纳米颗粒后,能促进镍的形核,并引起其形核机制的改变.EDS数据表明,SiO2纳米颗粒在镀层表面和内部均匀分布,而且镀层中SiO2纳米颗粒的含量几乎与在水溶液中共沉积SiO2微米颗粒的量相当,这表明以低共熔溶剂为电镀液,为解决某些颗粒在水溶液中共沉积含量低的问题提供了新的途径.电化学腐蚀测试表明,与纯镍镀层相比,Ni-SiO2复合镀层的腐蚀电位正移,腐蚀电流显著降低,表现出优异的耐腐蚀性能,而且随着镀层中SiO2纳米颗粒含量的增加,复合镀层的耐腐蚀性能提高.
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