含纳米材料复合镀层电刷镀工艺和镀层性能研究

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1、河海火学硕士学位论文摘要摘要本文首先在快速镍镀液的基础上配制了纳米复合镀液，采用频率为40kHz的超声波进行物理分散，减弱镀液中纳米粉末的团聚，加入阳离子表面活性剂防止纳米粉末的二次团聚。设计正交试验，运用电刷镀工艺在Q235．A基体上刷镀纳米复合镀层，对影响镀层性能的镀液中纳米Ti02粉末含量、纳米Ti02粉末平均粒径、镀液温度、刷镀电压等四个因素进行了优化。纳米粉末含量对复合镀层的性能影响最大，刷镀电压次之，镀液温度和纳米Ti02粉末平均粒径影响较小。正交试验中最佳的工艺参数如下：镀液中纳米Ti02粉末含量20edL，纳米Ti02粉末平均

2、粒径d<30nm，镀液温度20℃，刷镀电压11V。在最优工艺参数下制各的纳米Ti02复合镀层显微硬度为HV648．41，镀层磨损失重相当于相同工艺下快速镍镀层的20％。纳米复合镀层的表面形貌细腻平坦，晶粒明显细化，纳米Ti02颗粒在镀层中呈弥散分布状态，与镀层基质金属结合良好。纳米复合镀层在镀态下和不同加热温度下的显微硬度值均高于相同工艺F制备的快速镍镀层，在镀态下的耐磨性能也优于快速镍镀层，其提高的主要原因是纳米颗粒弥散强化以及镀层基质金属晶粒的细化。对纳米Ti02颗粒与镍离子的共沉积机理进行了探讨，认为纳米颗粒在镀层中的共沉积符合力学机理

3、。关键词：复合电刷镀；纳米；性能；共沉积河海大学硕士学位论文AbstractThecompositeelectrolytewithnanoparticlesisfirstlypreparedonthebasisofnickelelectrolyteinthispaper．Inordertodispersetheagglomeratedparticlesintheelectrolyte，Ultrasonicof40kHzisapplied．Thecompositeelectrolytewithcationicsurfactantisusedto

4、avoidagglomerationagain．Technicsparametersaffectingtheperformanceofcompositecoatingsareoptimizedintheorthogonalexperiments．Thecontentofnanoparticlesintheelectrolyteaffecttheperformancemostandthebrushplatingvoltageaffectmedium，averagediameteroftitaniumdioxidenanoparticlesand

5、electrolytetemperaturehavelittleeffectontheperformanceofcompositecoating．Theoptimaltechnicsparametersarefollowed：thecontentofnanoparticleintheelectrolyte20叽，electrolytetemperature20"C，averagediameteroftitaniumdioxidenanoparticlesd<30nm，brushplatingvoltage1IV．Themicro—hardne

6、ssofthecomposRecoatingisHV648．41andtheweightlossofthecomposffecoatingequalsto20％ofpurenickelcoatingsinthesametechnics．Flatmorphologyandcompactcrystallinegrainsweobservedinthenanocompositecoating．Thenanoparticlesdisperseinsidethecompositecoatingandcombinewithmatrixverywell．T

7、hemicrohardnessofnanocompositecoatinginroomtemperatureanddifferenttemperaturearehigherthanthatofpurenickelcoating，wear-resistingpropertyofcoatingisalsosuperiortothatofpurenickelcoating．Theincrementofmicrohardnessandwear-resistingpropertyisduetothedispersionofnanoparticlesan

8、dcompactcrystallinegrainsinthenanocompositecoatings．Thecodepositiontheoryofnanopar