電沉積納米晶鎳的制備及其性能研究.pdf

1、納米晶金屬材料相比普通金屬材料具有優(yōu)異的性能如硬度、延展性、磁性能等，已受到世界各國的廣泛關(guān)注。電沉積技術(shù)是實(shí)現(xiàn)制備塊納米晶金屬材料的重要手段。電沉積制備納米晶金屬材料過程中存在的問題使其工業(yè)化應(yīng)用受到了限制。為此，需要在電沉積技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)出更好的制備工藝。 本課題研究了電沉積技術(shù)與脈沖技術(shù)結(jié)合超聲波技術(shù)制備納米晶金屬鎳鍍層，并用動(dòng)電位線性掃描(LSV)、金相顯微鏡、電子掃描電鏡(SEM)、X-ray衍射分析(XRD)、顯微維

2、氏硬度(Hv)等現(xiàn)代分析測試技術(shù)研究了電沉積工藝參數(shù)、電解液組成、脈沖參數(shù)、pH、攪拌方式、添加劑SH等對(duì)電沉積速率以及微觀組織結(jié)構(gòu)，表面形貌特征、沉積層硬度的影響，并且探討了超聲波協(xié)同機(jī)械攪拌促進(jìn)電沉積的機(jī)制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：超聲波協(xié)同機(jī)械攪拌電沉積可制備納米晶鎳鍍層，其硬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通鎳鍍層。 研究發(fā)現(xiàn)脈沖電流密度對(duì)鍍層晶體粒徑的影響很大，脈沖平均電流密度從3A/dm2增大到13A/dm2，獲得沉積層晶體粒徑從32.6nm減小

3、到11.5nm；而鍍層的硬度從Hv453.0上升到Hv643.1；沉積層織構(gòu)擇優(yōu)面由疏松型的(200)織構(gòu)變?yōu)榫o密型的(111)織構(gòu)。陰極極化實(shí)驗(yàn)表明在同一條件下，超聲波協(xié)同機(jī)械攪拌具有很好的消除陰極濃差極化作用，獲得的鎳沉積層顯微維氏硬度(Hv609.3)高于單獨(dú)用攪拌所獲得鎳鍍層硬度(機(jī)械攪拌下Hv561.7、超聲波攪拌Hv530.1)。在相同的平均電流密度下，脈沖電流的電沉積速率以及鍍層的硬度均高于直流電沉積。當(dāng)加入5g/L添加劑