高頻脈沖電鍍Ni-Al-,2-O-,3-納米復合鍍層的組織結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、納米復合鍍層因其具有優(yōu)異的性能,近年來受到了廣泛的關(guān)注。本文采用高頻脈沖電源制備了Ni-Al2O3納米復合鍍層,重點考察了脈沖頻率和添加劑的納米微粒含量對納米復合鍍層的初期沉積行為和鍍層組織結(jié)構(gòu)的影響。同時,對鍍層的耐高溫氧化性和耐腐蝕性能等進行了系統(tǒng)的研究工作。
　　 在制備工藝方面,通過選用合適的分散劑,使納米微粒不僅在鍍液中分散良好,而且在制備的鍍層中也能較好的彌散分布,使鍍層表面平整致密。改變工藝條件,通過測試鍍層顯微硬

2、度的變化,確定最佳的試驗因素。
　　 在組織結(jié)構(gòu)的研究方面,采用SEM觀察鍍層的表面形貌。結(jié)果表明,隨著脈沖頻率的升高,濃差極化減小,晶核的形核率高,增長速率慢,復合鍍層的組織得到細化,形成結(jié)晶細致、顆粒分散均勻的納米復合鍍層。由于Al2O3納米粒子的參與,在Ni基體中形成大量的點缺陷及廣延缺陷,促使晶粒沉積過程中不同晶面生長速率各異,在晶體表面形成許多不可回復的臺階。用X-ray觀察分析了鍍層沉積過程中晶化行為和晶化過程的影響

3、,發(fā)現(xiàn)脈沖頻率增加時,晶格點陣參數(shù)逐漸增加,晶格由負畸變逐漸變?yōu)檎?而晶格的畸變又使晶粒進一步細化。同時,沉積過程中,脈沖導通時間的縮短使晶面的擇優(yōu)取向也發(fā)生了改變,新增原子趨于向原子堆積密度更高的(111)面擴散,實現(xiàn)了從(200)面向表面能更低的(111)面沉積,并以(111)面為孿晶界面,晶粒呈孿晶關(guān)系的方位生長,這在TEM中也得到證實。
　　 采用增重法研究了鍍層在熱處理過程中的增重情況,發(fā)現(xiàn)頻率較高的鍍層增重比頻率

4、較低的鍍層增重少,證明了頻率越高,鍍層的耐高溫氧化性能越好。對熱處理后的表面形貌,用光學顯微鏡觀察得到:鍍層在溫度較低的環(huán)境中抗氧化性能好,隨著熱處理溫度的升高,溫度達到1000℃并灼燒12h后,鍍層表面晶粒顯著增大,鍍層的抗高溫氧化性能降低。
　　 Ni-Al2O3納米復合鍍層的耐蝕性研究結(jié)果如下:在不同的腐蝕介質(zhì)中,脈沖頻率和納米微粒含量對鍍層的耐蝕性能影響不同。鍍層在3.5％NaCl溶液中的陽極極化曲線表明,在活化區(qū),高頻