镍—石墨烯复合涂层的电化学沉积及其摩擦学性能研究

发布时间：2022-12-10 10:02

　　固体润滑涂层广泛应用于高温、高压、真空等极端环境条件下,是摩擦磨损领域的前沿课题之一。石墨烯自发现以来,因其机械强度高、表面能低、剪切强度低等优异的性能和在固体润滑涂层中的应用潜力而广受关注。电化学沉积由于其自身不可取代的优势,如复杂表面、内孔等的沉积,是制备金属基复合涂层的重要方法之一。目前,电化学沉积石墨烯增强金属基复合涂层的研究已较普遍,其中,镍基石墨烯复合涂层在固体润滑性能方面的突出表现尤为引人关注。在复合电沉积中,要想获得性能优异的复合涂层,关键是将引入粒子均匀地分散在基质金属中。而石墨烯由于自身的疏水性,极易在电解液中团聚,这是石墨烯在电化学沉积应用中亟待解决的问题。石墨烯的团聚会造成所获得的涂层表面形貌粗糙,结构性能受到很大影响,导致石墨烯掺杂所期待的高硬度、高耐磨性及优良润滑特性得不到体现。因此,如何获得表面平整且润滑特性优良的镍-石墨烯固体润滑涂层具有重要意义。基于此,本论文提出“两步法”和“一步法”电化学沉积制备镍-石墨烯复合涂层,期望缓解石墨烯的团聚得到性能优良的镍-石墨烯复合涂层。本论文分别采用两步法和一步法电化学沉积制备了镍-石墨烯复合涂层。两步法以镍为阳极,... 

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 固体润滑涂层简介
        1.1.1 固体润滑涂层的分类
        1.1.2 固体润滑涂层的作用机理
    1.2 石墨烯及其掺杂复合材料
        1.2.1 石墨烯的特性及其制备方法
        1.2.2 石墨烯掺杂复合材料的润滑特性
    1.3 复合电化学沉积技术
    1.4 团聚问题及其分散技术
    1.5 选题意义、研究内容及技术路线
        1.5.1 选题意义
        1.5.2 研究内容
        1.5.3 技术路线
第2章 试样的制备及表征方法
    2.1 实验材料及仪器
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验仪器
    2.2 样品的制备
        2.2.1 电解液的配制
        2.2.2 阴极基体预处理
        2.2.3 石墨烯的电化学剥离
        2.2.4 镍-石墨烯复合涂层的电化学沉积流程
    2.3 样品的表征与性能检测
        2.3.1 石墨烯的表征
        2.3.2 镍-石墨烯复合涂层的表征和性能检测
    2.4 本章小结
第3章 两步法电化学沉积镍-石墨烯复合涂层的表征
    3.1 两步法电化学沉积参数的影响及过程分析
        3.1.1 表面活性剂的影响
        3.1.2 超声时间的影响
        3.1.3 两步法电化学沉积过程分析
    3.2 两步法复合涂层表面形貌分析
    3.3 两步法复合涂层X射线衍射分析
    3.4 两步法复合涂层的截面分析
    3.5 两步法复合涂层的能谱分析
    3.6 本章小结
第4章 一步法电化学沉积镍-石墨烯复合涂层的表征
    4.1 一步法电化学沉积参数的影响及过程分析
        4.1.1 沉积温度的影响
        4.1.2 电流密度的影响
        4.1.3 一步法电化学沉积过程分析
    4.2 一步法复合涂层的SEM形貌分析
    4.3 一步法复合涂层的X射线衍射分析
    4.4 一步法复合涂层的截面分析
    4.5 一步法复合涂层的能谱分析
    4.6 本章小结
第5章 镍基石墨烯复合涂层的摩擦学性能研究
    5.1 复合涂层的硬度分析
    5.2 复合涂层的固体润滑特性分析
    5.3 复合涂层的耐磨性分析
        5.3.1 一步法复合涂层的耐磨性分析
        5.3.2 两步法复合涂层的耐磨性分析
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 主要工作与结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢
附录 :硕士期间的科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]镀液中二硫化钼添加量对镍-二硫化钼复合电镀层耐磨性的影响[J]. 王庆武,李聪.  电镀与涂饰. 2020(04)
[2]石墨烯在表面活性剂水溶液中的分散稳定性研究[J]. 赵洪力,蔡文豪,王丽,郁建元,王立坤.  燕山大学学报. 2018(05)
[3]镀液中石墨烯添加量对镍-石墨烯复合电镀层微观结构和耐磨性的影响[J]. 徐思默,李聪.  电镀与涂饰. 2018(17)
[4]石墨烯添加量对Ni基-石墨烯复合镀层性能的影响[J]. 刘健健,朱诚意,李光强,陈鹏举.  材料保护. 2018(03)
[5]石墨烯均匀分散问题研究进展[J]. 刘朋,闫翠霞,凌自成,朱恩福,史庆南.  材料导报. 2016(19)
[6]Fabrication and Characterization of Electrodeposited Ni-SiC-h/BN Composite Coatings[J]. Gobinda Gyawali,Hyung-Suk Kim,Khagendra Tripathi,Tae-Ho Kim,Soo Wohn Lee.  Journal of Materials Science ＆ Technology. 2014(08)
[7]MoS2/WS2共溅射复合薄膜的微结构及其摩擦磨损性能研究[J]. 尹桂林,黄平华,余震,何丹农,涂江平.  摩擦学学报. 2007(01)

硕士论文
[1]在45钢基体上电火花沉积制备石墨自润滑涂层及性能研究[D]. 孙何.青岛科技大学 2019
[2]镍—石墨烯复合镀层工艺与性能研究[D]. 孙启安.太原科技大学 2016
[3]低共熔离子液体中电化学剥离制备石墨烯[D]. 孙文坡.河南大学 2014
[4]内燃机曲轴主轴承流体润滑性能研究[D]. 郝秀丽.华中科技大学 2008



本文编号：3716551