【摘 要】
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近年来,镀层技术在生活中的应用越来越成熟。电沉积技术和纳米表面工程技术相结合,使表面纳米性能的研究得到了快速发展。将纳米材料技术加入到传统镀层技术中不仅能够得到性能较为稳定的纳米结构镀层,而且相比以往传统技术,其耐磨、耐蚀性能也将得到显著提升。其中,电沉积的Ni-Fe合金镀层表面的平整性、包覆能力以及柔韧性和硬度均高于单一的光亮Ni镀层,因此在生活中常被用作防护材料和耐磨性镀层。由于Fe在Ni-F
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近年来,镀层技术在生活中的应用越来越成熟。电沉积技术和纳米表面工程技术相结合,使表面纳米性能的研究得到了快速发展。将纳米材料技术加入到传统镀层技术中不仅能够得到性能较为稳定的纳米结构镀层,而且相比以往传统技术,其耐磨、耐蚀性能也将得到显著提升。其中,电沉积的Ni-Fe合金镀层表面的平整性、包覆能力以及柔韧性和硬度均高于单一的光亮Ni镀层,因此在生活中常被用作防护材料和耐磨性镀层。由于Fe在Ni-Fe合金中的含量高达五成左右,这不仅大大减少了Ni金属的使用,还有利于降低生产成本,提高金属的使用效率。因此,利用电沉积与纳米表面工程技术相结合,通过在金属镀层中引入不同物相的纳米颗粒,来提高原有金属镀层的耐磨性与耐蚀性具有较高的研究价值。为了探讨这一问题,本论文研究了在以主盐溶质为硫酸盐的镀液中,于铜基体上制备了Ni-Fe/Ni-Fe-SiC复合纳米镀层,并对合金镀层的耐磨性与耐蚀性能进行了系统的探究,其主要内容包括:（1）不同工艺参数对Ni-Fe-SiC复合镀层表面微观形貌及结构的影响。研究了不同温度、电流密度下制备的Ni-Fe合金镀层与Ni-Fe-SiC复合镀层,对两者形貌与结构进行了讨论,通过扫描电子显微镜、X射线衍射分析、拉曼光谱等分析检测手段对材料表面进行了细致分析,并使用能谱仪对其成分与耐磨性、耐蚀性之间的关系进行了深入研究,证明了在2～6 A/dm~2范围内电流密度的改变对合金镀层表面的整平性并无太大影响,在沉积温度为60～70℃时表面形成的镀层最为光亮整洁。当改变镀液中掺杂的SiC纳米颗粒时,随着SiC含量的增加,镀液沉积环境会从不稳定状态逐渐变为稳定,因此在低浓度下镀层表面局部区域更容易出现裂纹。（2）制备了SiC纳米颗粒掺杂的Ni-Fe-SiC合金镀层,并通过对比试验以及控制变量法证实了其整体性能优异于未掺杂SiC纳米颗粒的Ni-Fe合金镀层,并得到在不同电流密度、温度下制备的Ni-Fe-SiC复合镀层的耐磨性能与耐蚀性能,确定了在镀液温度为60℃,p H=3.8,电流密度3 A/dm~2时其耐蚀性能最佳,腐蚀电位为-0.8325V,在4 A/dm~2时,其耐磨性能最佳,维氏硬度为573.54 HV摩擦系数为0.6091。（3）进一步探究了在掺杂不同浓度SiC纳米颗粒后的镀液中沉积所得Ni-Fe-SiC复合镀层的耐磨与耐蚀特性,系统地分析不同浓度SiC纳米颗粒与Ni-Fe-SiC复合镀层性能之间的关系,证明在掺杂了10 g/L SiC纳米颗粒的硫酸盐溶液中所得到的Ni-Fe-SiC复合镀层,其耐磨性能良好,其耐蚀性能达到最优。
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