Ni-P-GO化学复合沉积层的制备及性能研究

发布时间：2017-11-18 05:24

  本文关键词：Ni-P-GO化学复合沉积层的制备及性能研究

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【摘要】：化学复合镀是在原始的化学镀基础上加入粒子的镀层。化学复合镀利用粒子特性,如高硬度,自润滑性,高稳定性,来提高复合镀层的耐磨性、耐蚀性等性能。石墨烯具有稳定的二维结构,被称为世界上最坚硬的材料,拥有优异的物理化学性质,所以本文将氧化石墨烯作为第三相粒子添加到化学镀液中制备Ni-P-GO复合沉积层,系统的研究了复合镀层的组织结构及耐磨性、耐蚀性。本文采用Hummers法自制氧化石墨烯,并对其进行TEM、AFM、FTIR、Raman、XRD表征。通过AFM表征,发现自制的氧化石墨烯厚度约为5nm。红外表征显示氧化石墨烯具有羟基、羧基等官能团,这些官能团有助于氧化石墨烯溶于水中,避免团聚现象的产生。本实验将氧化石墨烯加入到化学镀液中,以机械搅拌制备镍磷氧化石墨烯化学复合镀层。并利用SEM、EDS、XRD、力学测试仪、电化学工作站对镀层的组织结构及性能进行表征。本论文通过XPS中碳含量的变化,初步确定氧化石墨烯已经进入镀层之中。对腐蚀后的镀层进行拉曼测试,通过对比,发现腐蚀后的镀层呈现和石墨烯相似的曲线,表明氧化石墨烯进入镀层的过程中被还原剂还原成为石墨烯。但是由于反应不完全,石墨烯存在一定的结构缺陷。经过XRD测试表明,Ni-P-GO复合沉积层的组织结构为非晶结构。经过200℃热处理后,镀层呈现出向晶体转变的趋势。热处理400℃后,镀层析出Ni3P和Ni相,转变为晶体结构。热处理600℃,晶体析出更加明显。镀层的组织结构在热处理后发生改变,为性能的提升打下了基础。利用力学测试仪测试镀层的摩擦磨损性能。复合镀层的摩擦系数明显低于化学镀层,摩擦系数与氧化石墨烯的添加量也有一定的关系。当氧化石墨烯的添加量达到40 mg/L时,摩擦系数最低。更高的添加量反而使摩擦系数升高,这是因为过多的GO团聚在一起,致使摩擦性能的下降,这和显微硬度的测试结果相似。对镀层腐蚀性能的测试采用Tafel曲线和交流阻抗法。两种测试方法均证明复合涂层的耐蚀性更好,特别是热处理后的涂层。研究结果表明,复合镀层的耐蚀性在400℃的热处理时最好。
【学位授予单位】：上海应用技术学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.4

【共引文献】

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1 叶广;王建朝;翟博;王书海;;化学镀La-Co-P合金薄膜的制备及性质研究[J];四川师范大学学报(自然科学版);2013年04期

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本文编号：1198696