随着社会经济的发展,人们对材料性能的要求也逐渐提高,单一性能的材料已经不能满足人们的需要,综合性能优越的复合材料受到了广泛的关注。复合电沉积技术可以在溶液中加入不溶性粒子制备复合镀层,解决普通钢材表面耐磨性、耐蚀性差等问题。石墨烯作为一种新兴的碳材料,具有优异的力学、光学、热学和电学特性,将其作为第二相粒子加入到复合镀层中提高镀层性能。本文研究石墨烯的加入对镀层表面形貌、显微硬度和耐蚀性的影响,并对石墨烯的电沉积过程做出一定程度的解释。首先对制备Ni-W合金镀层的工艺参数进行优化,优化后的工艺为:硫酸镍50 g/L、柠檬酸钠80 g/L、钨酸钠60 g/L、糖精钠2 g/L、十二烷基硫酸钠0.2 g/L、氯化镍10 g/L,电沉积温度60℃,pH 6~7,平均电流密度1.5 A/dm~2,电沉积时间2小时,超声搅拌参数80 KHz、300 W,占空比0.4。扫描电镜下使用该实验参数制备的Ni-W合金镀层表面致密均匀,无裂纹和针孔等缺陷产生。通过Hummers方法制备氧化石墨烯,并对其进行拉曼光谱和红外光谱表征。随后将制备的氧化石墨烯加入到镍基镀液中制备Ni/W—石墨烯复合镀层,其显微硬度和耐蚀性都比Ni-W合金镀层有了进一步的提高。再次使用拉曼光谱和红外光谱对复合镀层中的碳材料进行表征发现,在电沉积过程中氧化石墨烯的含氧官能团数量减少,还原为石墨烯进入复合镀层中。Ni/W—石墨烯复合镀层的显微硬度和耐蚀性受镀液中氧化石墨烯含量的影响,随着镀液中氧化石墨烯含量的升高,复合镀层的显微硬度逐渐提高,在3.5 wt%NaCl溶液中的耐蚀性也逐渐提高;当氧化石墨烯含量达到0.6 g/L时,复合镀层的显微硬度最高,耐蚀性也最好;随着氧化石墨烯含量的进一步提高,复合镀层的显微硬度略有下降,耐蚀性也有所下降。改变电流密度和阴极板与镀液流动方向所成角度,通过EDS测定镀层中碳元素的含量,研究电场因素和力学因素对石墨烯电沉积的影响。研究发现:当氧化石墨烯单独处于溶液中时呈电负性,在外加电场作用下向阳极移动;在镍基镀液中加入氧化石墨烯,其在电场作用和外加搅拌的作用下运动到阴极附近,与金属离子共沉积进入复合镀层中;电场强度的增大和阴极角度的增加都有利于石墨烯在阴极上的电沉积。