论文部分内容阅读
电沉积技术是最常用以及最有效的金属表面处理方法之一。与等离子喷涂、物理气相沉积以及热喷涂等技术相比较,电沉积技术具有操作简单、成本低廉、设备简单等优势,而且不受基体材料形状和大小的影响,因此电沉积技术在金属防护、制备纳米材料和催化材料等领域得到广泛的研究和应用。电沉积Ni-Cr合金镀层具有许多优异的性能。因此Ni-Cr合金镀层的电沉积工艺和所制备的镀层的性能研究是本文的重点,而且用纳米Ti02粒子在直流和脉冲电沉积条件下对Ni-Cr镀层进行改性。与Ni-Cr合金镀层相比较,纳米复合镀层能很好的提高镀层的耐腐蚀性、耐磨性以及硬度。本文主要的研究内容和结果如下：(1)运用直流和脉冲电沉积方法能够成功地制备出Ni-Cr合金镀层,镀液主要组成为：CrCl3·6H2O 75g/L, NiSO4·6H2O 50g/L, NiCl2·6H2O 45g/L, H3BO3 50g/L,柠檬酸钠135g/L,表面活性剂0.2g/L。并且在最优镀液组成和工艺参数下成功的得到Ni-Cr-TiO2纳米复合镀层。(2)电沉积方式对于镀层结构以及性能有很大的影响,与直流Ni-Cr合金镀层相比,脉冲合金镀层的晶粒得到细化。掺杂了纳米Ti02粒子之后Ni-Cr合金镀层的晶粒尺寸更加细化,镀层表面更加致密。(3)在15-35A/dm2电流密度范围内,脉冲方法所制备的合金镀层的硬度很大程度上高于直流镀层,当电流密度是25A/dm2时,镀层的显微硬度值均达最大,直流和脉冲Ni-Cr合金镀层的显微硬度分别是700HV和825HV,直流和脉冲Ni-Cr-TiO2复合镀层的显微硬度分别是1210HV和1400HV。因此脉冲方法制备的镀层具有更高的显微硬度,掺杂纳米Ti02粒子后镀层的显微硬度有了很大的提高。(4)在3.5wt.%NaCl溶液中的腐蚀失重实验表明：直流和脉冲Ni-Cr合金镀层的腐蚀速率分别为0.295和0.198 gm-2h-1,而基材的腐蚀速率为1.05 g m-2 h-,是直流和脉冲合金镀层腐蚀速率的3.56和5.30倍；直流和脉冲Ni-Cr-TiO2复合镀层的腐蚀速率分别为0.131和0.081 g m-3h-1,而基材的腐蚀速率是它们的8.02和12.96倍,因此所制备的所有镀层均可以达到保护基材的作用,特别是掺杂纳米Ti02粒子后,镀层的耐腐蚀性提高地更加明显。