论文部分内容阅读
金属制品的问世,使得人们的生活水平发生了翻天覆地的变化。然而由于金属表面容易生锈、腐蚀等缺陷,导致其使用寿命以及美观度大大降低。随着科学技术的发展,电镀金属产品的应用领域也不断的扩展,从装饰和防护迅速发展到功能性应用领域。人们对电镀层的性能也提出了越来越高的要求,比如延伸性、硬度、模量、耐腐蚀性等。电沉积技术的出现在很大程度上改善了金属制品的这些性能。镀层中残余应力的存在是相当普遍的现象,而镀层中残余应力的存在对镀层的物理性能、使用寿命、力学性能都有很大的影响,因此研究电沉积镍镀层中的残余应力是非常有必要的。在大量的残余应力测量方法中,我们选择了以改良移层法为代表的部分破坏的方法和以X射线衍射为代表的无损检测方法。本文首先介绍了本课题的研究背景和研究现状,对残余应力的测量方法进行了总结,叙述了我们选取本课题的依据。然后详细地介绍了一下我们选取的两种测量残余应力方法的基本原理。最后再对由这两种方法测量得到的实验结果进行讨论。本文的研究工作可以分为两个部分。在第一部分工作中,我们考虑到试样是由薄膜跟基底紧密结合的,在普通移层法的基础上,对镍镀层内的残余应力进行一个双等轴平面应力的假设,最终得到镀层内残余应力的计算公式。由实验结果可以得到镀层内的残余应力随着电沉积过程中镀层厚度的逐渐增加而变大的结论。在第二部分工作中,我们用目前技术比较成熟的X射线衍射方法对镀层内的残余应力进行测量,与改良移层法进行对比。由于我们研究的镀层是由三种不同的镍材料构成的复合镀层,将其与基底进行一个简单的组合,构造了五个实验样品来测量镀层内的残余应力值。实验结果表明,镀层内存在的是残余拉应力。随着镀层复杂程度的增大,镀层内的残余应力也会变大。在将X射线衍射方法与我们的改良移层法对照中,两者测量得到的残余应力都为拉应力,且在量值对照上,用X射线衍射方法测量得到的598MPa和由移层法实验得到的结果比较接近,这也从另一个方面论证了我们模型的正确性。