超声辅助电沉积Ni-Co-纳米氧化物复合镀层的制备工艺及其性能研究

发布时间：2023-04-03 03:52

　　镍钴合金具有良好的化学稳定性及机械性能,作为镀层材料可使金属表面具有各项优异的性能。钴含量低的镍钴合金镀层具有较高的硬度、优异的耐磨性及耐蚀性,常用于工业中的耐磨和耐腐蚀部件;钴含量高的镍钴合金镀层具有优异的高温性能,常用于高温工作环境,如连铸结晶器的内镀层等。铜材耐磨、耐蚀性较差,抗高温氧化能力不足,在铜材表面镀覆镍钴合金可显著提高铜材表面性能,满足不同服役条件要求,显著提高铜材的工作寿命。利用超声辅助复合共沉积技术,将第二相纳米微粒弥散分布在镍钴合金镀层中,可在满足镀层高硬度、高耐磨性及较高韧性要求的同时,降低镀层中钴含量,进一步降低镍钴合金镀层制造成本,提高镀件工作寿命。本文利用超声辅助共沉积技术制备了含纳米Al₂O₃、纳米CeO₂颗粒的镍钴合金镀层,对比研究外加超声场及添加纳米氧化物颗粒对Ni-Co合金镀层力学、抗高温氧化和耐腐蚀性能等的影响,并对Ni-Co-纳米氧化物复合共沉积过程中的电结晶机理进行了研究,以期为铜材表面Ni-Co基合金镀层的延寿技术和进一步推广应用提供理论参考。本文通过优化超声辅助电沉积工艺参...

【文章页数】：137 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 复合电沉积技术
        1.1.1 复合电沉积机理
        1.1.2 影响复合电沉积的因素
        1.1.3 纳米颗粒在复合镀层中的作用
        1.1.4 金属基纳米颗粒复合镀层的应用
    1.2 超声波在复合电沉积中的应用
        1.2.1 超声波在复合电沉积中的作用
        1.2.2 超声辅助电沉积复合镀层的应用
    1.3 Ni-Co基镀层的研究现状
        1.3.1 Ni-Co基合金镀层
        1.3.2 Ni-Co-纳米氧化物复合镀层
    1.4 课题提出及研究内容
第2章 实验内容及测试方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验仪器
    2.3 复合镀层的制备
    2.4 复合共沉积过程的电化学测试
    2.5 镀层结构表征与分析
        2.5.1 镀层表面形貌表征
        2.5.2 镀层相组成分析
    2.6 镀层的性能测试
        2.6.1 镀层硬度测试
        2.6.2 镀层厚度测试
        2.6.3 镀层结合强度测试
        2.6.4 镀层摩擦性能测试
        2.6.5 镀层抗高温氧化性能测试
        2.6.6 镀层耐腐蚀性能测试
第3章 Ni-Co-纳米氧化物复合镀层的制备工艺及优化
    3.1 Ni-Co-Al₂O₃复合镀层的制备工艺及优化
    3.2 Ni-Co-CeO₂复合镀层的制备工艺及优化
    3.3 本章小结
第4章 Ni-Co-纳米氧化物复合镀层的微观形貌、相组成及力学性能
    4.1 Ni-Co-Al₂O₃复合镀层
        4.1.1 镀层的微观形貌及相组成
        4.1.2 镀层硬度
        4.1.3 镀层耐磨性能
    4.2 Ni-Co-CeO₂复合镀层
        4.2.1 镀层的微观形貌及相组成
        4.2.2 镀层硬度
        4.2.3 镀层耐磨性能
    4.3 本章小结
第5章 Ni-Co-纳米氧化物复合镀层的抗高温氧化性能
    5.1 不同条件制备的Ni-Co基镀层的高温氧化行为
    5.2 Ni-Co-纳米氧化物复合镀层在不同温度下的高温氧化行为
    5.3 高温氧化后镀层的相组成
    5.4 高温氧化后镀层的表面形貌
    5.5 本章小结
第6章 Ni-Co-纳米氧化物复合镀层的耐腐蚀性能
    6.1 Ni-Co-Al₂O₃复合镀层的耐腐蚀性能
        6.1.1 电化学腐蚀实验结果与分析
        6.1.2 腐蚀失重实验结果与分析
    6.2 Ni-Co-CeO₂复合镀层的耐腐蚀性能
        6.2.1 电化学腐蚀实验结果与分析
        6.2.2 腐蚀失重实验结果与分析
    6.3 本章小结
第7章 Ni-Co-纳米氧化物复合镀层的电结晶机理
    7.1 Ni-Co-Al₂O₃复合镀层的电结晶机理
    7.2 Ni-Co-CeO₂复合镀层的电结晶机理
    7.3 本章小结
第8章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢



本文编号：3780601