结晶器作为连铸机的“心脏”,是连铸生产中非常重要的环节,但其工作环境也是异常恶劣。作为热量传递的载体,它的外表面受到冷却水激冷的影响,内表面又受到高温钢水的冲刷及凝固坯壳的高频摩擦,很容易造成结晶器铜板产生变形、裂纹及磨损,进而导致失效。为了延长连铸结晶器的服役寿命同时改善铸坯质量,常常对结晶器铜板进行表面强化处理。在工业上,常采用在铜板表面电镀一层镍及镍合金的方式进行强化,但即便如此,这种表面镀层依然面临着相对硬度较低,耐磨损性不足,尤其是高温机械性能差的特点。为进一步解决这一问题,本研究尝试采用复合电镀技术,在常规镀镍液中加入微纳米级的颗粒,通过颗粒与阳极金属的共沉积,以达到强化镀层性能的效果,使其具有更强的硬度、耐磨性及耐高温性能。本研究采用微纳米复合电镀技术在结晶器铜板基体表面制备出Ni/Al₂O₃复合镀层,并对其制备工艺及相关性能进行系统的分析研究。主要的研究内容及结果如下:（1）制备高硬度纳米复合镀层的最佳工艺制度确定以纳米复合镀层的显微硬度为衡量指标,通过正交实验和单因素实验相结合的方式,确定了制备高硬度Ni/Al₂O₃纳米复合镀层的最优工艺参数为:阴极电流密度为4A/dm2、镀液温度为50℃、镀液p H值为4、镀液中纳米Al₂O₃的添加量为30g/L。在最优工艺参数下制得的纯Ni镀层与Ni/Al₂O₃纳米复合镀层显微硬度分别为214HV和376HV。（2）Ni/Al₂O₃纳米复合镀层的性能研究与纯Ni镀层相比,纳米复合镀层的晶粒组织更细小,表面更平整且无明显凹陷或凸起,组织更致密,纳米Al₂O₃弥散均匀的分布于镀层基质金属中。采用机械和超声破碎相结合的分散方式得到的纳米复合镀层中纳米颗粒无明显的团聚现象,分散较好。在最优工艺参数下制得的纳米复合镀层的摩擦系数低于0.4,其磨损量也小于纯Ni镀层的1/2;Ni/Al₂O₃纳米复合镀层在3.5Wt.%的Na Cl溶液中的浸泡腐蚀失重仅约为纯Ni镀层的1/4。（3）Al₂O₃微粒尺寸对Ni/Al₂O₃复合镀层性能的影响在最佳工艺参数下制得Ni/Al₂O₃微米复合镀层和纳米复合镀层,并对比分析其性能。与微米复合镀层相比,Ni/Al₂O₃纳米复合镀层的性能明显优于微米复合镀层,且复合的纳米颗粒尺寸越小镀层的性能越好。（4）热处理对Ni基镀层性能的影响对Ni基复合镀层进行热处理,能改善其显微结构,同时能提高其机械性能。Ni/Al₂O₃微米复合镀层的硬度在200℃左右达到峰值,超过200℃以后,其硬度值下降;复合50nm Al₂O₃微粒的Ni/Al₂O₃纳米复合镀层的硬度在400℃左右达到峰值,超过400℃以后,其硬度值下降;复合30nm Al₂O₃微粒的Ni/Al₂O₃纳米复合镀层的硬度在500℃左右达到峰值,超过500℃以后,其硬度值有所下降。在相同的热处理温度下,Ni/Al₂O₃微纳米复合镀层的耐高温氧化性能比纯Ni镀层的好,且复合加入的Al₂O₃颗粒越小,复合镀层的耐高温氧化性能越好。