【摘 要】
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Ni-W-P合金镀层作为一种代替镀铬层的合金镀层,具有很高的强度、硬度、优良的耐磨性及耐蚀性,被广泛应用于日常生活及工业生产中。为了进一步提升Ni-W-P合金镀层的性能,将纳米颗粒加入Ni-W-P合金镀液中,使之在沉积过程中均匀弥散于合金镀层中,获得的复合镀层具有基质金属和固体微粒的综合性能。本文基于复合化学沉积技术和复合电沉积技术,制备了颗粒增强Ni-W-P-TiO2纳米复合镀层及溶胶增强Ni-
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Ni-W-P合金镀层作为一种代替镀铬层的合金镀层,具有很高的强度、硬度、优良的耐磨性及耐蚀性,被广泛应用于日常生活及工业生产中。为了进一步提升Ni-W-P合金镀层的性能,将纳米颗粒加入Ni-W-P合金镀液中,使之在沉积过程中均匀弥散于合金镀层中,获得的复合镀层具有基质金属和固体微粒的综合性能。本文基于复合化学沉积技术和复合电沉积技术,制备了颗粒增强Ni-W-P-TiO2纳米复合镀层及溶胶增强Ni-W-P-TiO2纳米复合镀层,系统地研究了TiO2颗粒添加量和TiO2溶胶添加量对NiW-P-TiO2纳米复合镀层的物相组成、显微形貌、机械性能及耐蚀性能的影响,结论如下:⑴颗粒增强的化学镀Ni-W-P-TiO2纳米复合镀层:相较于纯Ni-W-P合金镀层,1g/L TiO2纳米颗粒的加入细化了颗粒增强Ni-W-P-TiO2纳米复合镀层的晶粒,使镀层向非晶态转变。镀层的硬度提高了25%,达到689HV,耐磨性能及耐腐蚀性能增强。但过量的TiO2纳米颗粒团聚严重,致使颗粒增强Ni-W-P-TiO2纳米复合镀层孔隙率增加,镀层疏松,硬度减小,耐磨损能力及耐腐蚀能力变差。⑵溶胶增强的化学镀Ni-W-P-TiO2纳米复合镀层:相较于纯Ni-W-P合金镀层,5m L/L TiO2溶胶的加入对溶胶增强Ni-W-P-TiO2纳米复合镀层的致密性和均匀性有一定改善。镀层的硬度提升至625HV,提升幅度达3%,耐磨性及耐腐蚀能力增强。同时,与性能较优的Ni-W-P-1g/L TiO2纳米复合镀层相比,溶胶增强Ni-W-P-5m L/L TiO2纳米复合镀层的硬度略低,但微观形貌更佳,耐磨性及耐蚀性更优。⑶颗粒增强的电镀Ni-W-P-TiO2纳米复合镀层:与纯Ni-W-P合金镀层相比,1g/L TiO2纳米颗粒所制备的颗粒增强Ni-W-P-TiO2纳米复合镀层的非晶化程度加深,镀层的厚度最大,达到22.5μm。且镀层的硬度提高了26%,达到635HV,耐磨性及耐腐蚀性均得到提升。过量TiO2纳米颗粒团聚使得颗粒增强Ni-W-P-TiO2纳米复合镀层表面形貌发生显著变化,镀层厚度减小,且表现出较差的抗磨损能力和抗腐蚀能力。⑷溶胶增强的电镀Ni-W-P-TiO2纳米复合镀层:与纯Ni-W-P合金镀层相比,TiO2溶胶为5m L/L时所制备的溶胶增强Ni-W-P-TiO2纳米复合镀层非晶态结构的无序度增大,镀层的表面平整度得到一定改善。镀层的硬度提升了10%,达到588HV,耐磨性及耐蚀性均得到提高。同时,相较于性能较优的颗粒增强Ni-W-P-1g/L TiO2纳米复合镀层,溶胶增强Ni-W-P-5m L/L TiO2纳米复合镀层的耐磨性及耐蚀性更优。
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