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抗垢耐磨耐腐蚀的Ni-P镀层在热能、石油、化工等诸多领域具有广泛的应用背景。本文首次提出低表面能和高电子释放能力协同效应,利用Ni-P镀层本身具有的低表面能和金属Sn颗粒拥有的较强电子释放能力,开发出耐腐蚀和抗垢于一体的Ni-P-亚微米Sn复合镀层,具体的研究工作和取得的成果如下:用非离子型OP-10表面活化剂和超声波分散及施镀过程机械搅拌的综合办法来处理Sn颗粒的团聚问题,超声波分散时间为2h。采用L16（45）正交试验方案,得出最佳的工艺参数,即NiSO4·6H2O取26g/L;NaH2PO2·H2O取24g/L;OP-10取100mg/L;Sn含量取2g/L;C6H8O7·H2O取15g/L;C3H6O3取3g/L;CH3COONa取6g/L;PH取5.4;机械搅拌速度为200r/min;控制温度90℃。Sn颗粒在镀层中分布均匀,Ni、P、Sn的含量分别达到了60.61%、8.04%、9.88%,复合镀层的结合力为30N。亚微米Sn加入到Ni-P镀层中,有助于晶粒的细化,组织更加致密,从而提高了镀层的硬度,经过相同的热处理后,Ni-P-亚微米Sn复合镀层的硬度值均高于Ni-P镀层硬度,热处理300℃下,硬度达到最高值1072.4HV。XRD分析表明:镀态下的Ni-P-亚微米Sn复合镀层为非晶态结构,经过500℃热处理后,镀层的结构逐渐转变为含有Sn、Ni5P4、Ni2P、Ni3P、Ni5P2、Ni2P等多个相的晶态结构。镀层的摩擦磨损测试表明:Ni-P-亚微米Sn复合镀层的摩擦系数0.382比Ni-P镀层的摩擦系数0.455降低了16.04%,耐摩擦性能更好。当Sn含量为6g/L时,复合镀层的耐磨性最好,可见并不是Sn含量越多,对镀层的耐磨性越好。随着热处理温度的提高,复合镀层不断的晶化,硬度提高,抵抗塑性变形和摩擦力的能力提高,增加了耐磨性,热处理300℃下,Ni-P-亚微米Sn复合镀层有着最佳的耐磨性。均匀腐蚀实验表明:在5%H2SO4和3.5%NaCl中,Ni-P-亚微米Sn复合镀层的抗腐蚀性能比起Ni-P镀层分别提高了26.32%和51.1%,比起Q235提高了近45%;电化学腐蚀测试表明,Ni-P-亚微米Sn复合镀层的自腐蚀电位比起Ni-P镀层更正,自腐蚀电流更低,耐腐蚀性能更好。复合镀层的交流阻抗参数与Ni-P镀层和基体材料相比,传荷电阻值更大,电容值更小,孔隙率更低,耐腐蚀性能更好,当Sn的含量为2g/L时,Ni-P-亚微米Sn复合镀层抗腐蚀性是最好的,随着Sn颗粒含量的增加,镀层的孔隙率也随之增大,复合镀层的耐腐蚀性能越来越差。热处理200℃时Ni-P-亚微米Sn复合镀层的耐腐蚀性最好,400℃时最差,热处理改变了镀层的组织结构,从而改变了镀层的耐腐蚀能力。Ni-P-亚微米Sn复合镀层的污垢增重明显低于Ni-P镀层和Q235基体,与Q235基体相比,复合镀层的抗垢性能提高55%;与Ni-P镀层相比,复合镀层抗垢性能提高了46%。Ni-P-亚微米Sn复合镀层的接触角最大,达到了120.2°,表面自由能的计算,也得出复合镀层具有最小的表面自由能,为15mJ/m2,接触角和表面自由能的计算都充分说明了亚微米Sn的加入有利于提高镀层的抗垢性能。流速对于镀层抗垢性能的影响,是扩散、沉积作用和剥蚀作用的结合。流速较低时,扩散起主导作用;流速较大时,剥蚀起主导作用。转速从350r/min提高到550r/min时,污垢的增重是显著的提高;当转速由550r/min提高到750r/min时,污垢的增重反而下降,甚至比350r/min时的增重还要低。温度越大,微溶性盐溶解度降低,污垢沉积量也随之增加。随着亚微米Sn含量的增加,复合镀层表面的自由能值也随着增大。镀层表面的污垢沉积也逐渐覆盖整个表面,呈现棉絮状分布,污垢沉积量逐渐增大,抗垢性能随之减小,Sn含量为2g/L时,制备的复合镀层抗垢性能做好。