铁镍合金作为重要的软磁材料,以其优异的软磁性能和力学性能,被广泛应用于电子工业、通信行业等领域。随着科学技术的飞速发展,对高性能铁镍合金的需求日益激增,许多研究人员把目光集中到研究新的铁镍合金制备工艺上。电沉积技术由于具有工艺简单,成本低,可控性高等优势是制备铁镍合金的重要方式,但是镀层存在着针孔、麻点、裂纹和加工速率慢等缺陷,限制了铁镍合金材料性能的进一步提高。多能场复合加工技术是提高材料性能的有效手段,而激光和磁场作为非接触式加工,在与电沉积技术复合时能够显著提升制备的金属镀层的性能。本文提出通过在电沉积技术中引入激光和磁场制备铁镍合金的方法,搭建了激光辅助电沉积实验平台研究了激光参数对铁镍合金镀层的表面质量、组织结构和性能的影响;其次在激光作用的基础上构建了磁场-激光辅助电沉积试验平台,分析了增加磁场对镀层表面质量、组织结构和性能的影响作用;最后在无激光辐照条件下研究磁场方向对制备Fe-Ni合金的影响。主要研究内容如下:1.研究了激光和磁场辅助电沉积的作用机理。分析了金属离子电沉积的基本理论,包括合金共沉积的条件和金属离子反应的电极过程;探讨了激光辐照时热效应产生的温升和微区搅拌等作用对电沉积过程的改善作用和力效应产生的冲击力对离子还原过程、结晶过程和析氢过程的作用;分析总结了磁场作用时产生的磁流体效应和磁力效应对电沉积过程的影响,以及磁化力效应对结晶过程的影响作用。2.进行了激光辅助电沉积制备Fe-Ni合金镀层的试验研究,研究了激光参数对制备的合金镀层的表面形貌、组织结构、显微硬度、耐腐蚀性能、拉伸性能和耐磨损性能的影响规律。研究发现,激光辐照可以显著改善镀层的表面质量,减小晶粒尺寸,增强镀层的性能,且激光辐照增加镀层中铁的含量,但未改变镀层的晶粒结构,仍为面心立方晶体。控制变量法研究激光参数,单脉冲能量为15.0μJ时各项性能达到最佳;当频率大于2.0 MHz时各项性能趋于稳定;扫描线间距为30μm时沉积层性能最佳;扫描速度为4000 mm/s时镀层的性能最优。3.在激光辅助电沉积的基础上引入磁场作用,研究了增加磁场作用对镀层表面质量、组织结构、硬度、耐腐蚀性、拉伸性能和耐磨损性能的影响规律。结果表明,引入磁场可以进一步提升合金镀层的性能,改变磁场强度,合金镀层的各项性能均呈现出先增大后降低的趋势,当磁场强度为15 mT时各项性能最佳,磁场过大时对溶液产生过搅拌作用,在镀层表面产生明显的流纹,降低镀层的表面质量和性能。4.在无激光辐照下研究了磁场方向对制备合金镀层的影响。实验结果表明,两种磁场方向均产生宏观磁流体效应,在横向磁场作用时溶液产生水平流动,在垂直磁场时溶液产生旋转流动。在两种磁场方向作用下制备的合金镀层均具有优异的表面质量和性能,但是横向磁场时镀层的性能略优于垂直磁场。本文的研究结果表明,激光和磁场对传质过程、电子转移过程和结晶过程均产生影响,能够显著改善铁镍合金的性能,对制备高性能的Fe-Ni合金具有重要的借鉴意义。