TiO-,2--Ni納米復(fù)合涂層的制備、結(jié)構(gòu)與摩擦學(xué)性能.pdf

1、基于納米尺度下金屬的細(xì)晶強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化理論，結(jié)合本課題組的研究工作基礎(chǔ)，分別采用直流電沉積方法和溶膠凝膠法制備納米晶Ni涂層和納米TiO2顆粒，采用復(fù)合電沉積方法制備TiO2/Ni納米復(fù)合涂層，研究其結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。通過控制工藝參數(shù)調(diào)節(jié)涂層的微觀結(jié)構(gòu)，獲得了具有優(yōu)異的力學(xué)性能和摩擦學(xué)性能，同時具有耐腐蝕和抗氧化等特性的納米結(jié)構(gòu)金屬基陶瓷復(fù)合涂層。 在Watts鍍液中以糖精作為晶粒抑制劑，通過控制電流密度、鍍液溫度和糖精濃度，對

2、其晶粒尺寸進(jìn)行控制。X射線衍射結(jié)果表明涂層的晶體結(jié)構(gòu)為面心立方。對晶粒尺寸在6-24 nm之間的納米晶Ni涂層進(jìn)行了顯微硬度測試，結(jié)果表現(xiàn)為正-反Hall-Petch關(guān)系形式，臨界晶粒尺寸為9nm，最大硬度達(dá)到6.2 GPa。 在溶膠凝膠法制備納米TiO2顆粒的工藝流程中，通過控制原料配比、反應(yīng)速度、干燥條件和熱處理溫度等要素，制備出平均晶粒尺寸為5-21nm的球形銳鈦礦結(jié)構(gòu)的納米TiO2顆粒，透射電子顯微鏡觀察顯示粒徑小于20

3、nm，表明顆粒無硬團(tuán)聚，分散性能良好。 用復(fù)合電沉積法制備出由Ni納米晶和TiO2納米顆粒的構(gòu)成的TiO2/Ni納米復(fù)合涂層，基體金屬Ni和分散相TiO2納米顆粒的平均晶粒尺寸分別為10nm和12nm。結(jié)果表明，當(dāng)電流密度一定時，涂層中顆粒含量隨著鍍液中顆粒懸浮濃度的增大而增大；而在一定的顆粒懸浮濃度下，顆粒含量隨電流密度和攪拌強(qiáng)度的變化均出現(xiàn)一個極大值。 研究結(jié)果表明，納米復(fù)合涂層的硬度和高溫氧化溫度隨著顆粒含量的增加