电刷镀Ni-石墨烯复合镀层的制备与性能研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文电刷镀Ni-石墨烯复合镀层的制备与性能研究硕士研究生：丁小龙指导教师：金国教授学科、专业：材料科学与工程论文主审人：郑卫教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文电刷镀Ni-石墨烯复合镀层的制备与性能研究硕士研究生：丁小龙指导教师：金国教授学位级别：工学硕士学科、专业：材料科学与工程所在单位：材料科学与化学工程学院论文提交日期：2018年1月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngStudy

2、onPreparationandPerformanceofElectro-brushPlatingNi-grapheneCompositeCoatingsCandidate:DingXiaoLongSupervisor:Prof.JinGuoAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:MaterialscienceDateofSubmission:Jan.,2018DateofOralExamination:March,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原

3、创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部

4、内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：哈尔滨工程大学硕士学位论文摘要石墨烯具有非凡的力、热、光和电学性能，是具有广阔发展前景的制备金属基复合材料的增强相。本文将石墨烯加入快速镍电刷镀液中，制备出石墨烯均匀悬浮分散的镍-石墨烯复合电刷镀液，采用电刷镀技术在1045钢上制备出

5、Ni-石墨烯复合镀层，通过扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、Raman光谱仪、X射线衍射仪（XRD）、原子力显微镜（AFM）等对石墨烯片层和复合镀层的组织结构、形貌进行了表征，研究了镀液中的石墨烯添加量与复合镀层中的石墨烯含量的关系，并对复合镀层的摩擦磨损性能和耐腐蚀性能进行了重点考核，还对其力学性能、导热、导电以及吸波等性能也进行了一定研究。同时采用多种方法尝试降低复合镀层的摩擦系数。结果表明：复合镀层中的石墨烯以三种形式存在于镀层的不同部位；当石墨烯的添加量为0.5g/L时，制备出的复合镀层中石墨烯含量最高，为0.163wt.%，该复合镀层相比于镍镀层和其它复合镀层，镀层组织致密

6、度最高，裂纹、孔隙等缺陷最少；各复合镀层的力学性能、摩擦磨损性能、耐腐蚀性能均有所提升，提升幅度最大的是石墨烯添加量为0.5g/L时制备出的复合镀层，相比于镍镀层，其显微硬度提高了15.2%，弹性模量提高了31.4%，磨损失重量减少了81%；自腐蚀电位增大了9.5%，自腐蚀电流密度减小了66.2%，电荷转移电阻增大2.1倍，在168h的3.5wt.%NaCl溶液中浸泡实验中，其腐蚀失重较镍镀层的减少57.4%。还发现该复合镀层的导热性能、导电性能、吸波性能电导率均比镍镀层有明显提升；此外，在石墨烯添加量为0.5g/L的复合镀液中添加0.4g/L的Y(NO3)3·6H2O时，可以使复合镀层的

7、摩擦系数降低至与镍镀层的相当，而其磨损量比镍镀层的减少67.3%。关键词：石墨烯，电刷镀，Ni-石墨烯复合镀层，摩擦磨损性能，耐腐蚀性能电刷镀Ni-石墨烯复合镀层的制备与性能研究哈尔滨工程大学硕士学位论文AbstractDuetoitsextraordinarymechanical,thermal,opticalandelectricalproperties,grapheneisanenhancedphaseforthe