高頻脈沖電沉積Ni-Co-ZrO2納米復(fù)合鍍層及其性能研究.pdf

1、本實(shí)驗(yàn)在Watt型鍍液中添加ZrO2納米顆粒，采用高頻(≥20kHz)脈沖電沉積技術(shù)成功制備出硬度高，耐高溫性強(qiáng)，耐腐蝕性好的Ni-Co/ZrO2納米復(fù)合鍍層，并用SEM、EDS和XRD等技術(shù)研究了鍍層的制備工藝、微觀形貌和性能三大方面。ZrO2納米顆粒的均勻分散是制備性能優(yōu)良的納米復(fù)合鍍層的關(guān)鍵，通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)添加0.2g/L SDS的分散效果最好。通過宏觀觀察和微觀表征，得出最佳施鍍工藝:溶液pH為5，施鍍溫度45℃，電流密度范圍

2、2～6A/dm2，占空比適用范圍20％～60％。Ni-Co/ZrO2納米復(fù)合鍍層晶粒尺寸為16.6nm，而相同條件下制備的Ni-Co合金鍍層的晶粒尺寸為24.5nm。
　　通過SEM對不同條件下制備的Ni-Co/ZrO2納米復(fù)合鍍層的表面形貌進(jìn)行觀察，可以發(fā)現(xiàn)，在較高頻率(大于100kHz)和較高占空比（大于40％）的條件下制備的鍍層表面形貌更為優(yōu)良、結(jié)構(gòu)更為緊致、納米顆粒附著更為均勻。通過XRD對不同條件下制備的Ni-Co/Zr

3、O2納米復(fù)合鍍層的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，發(fā)現(xiàn)較高的頻率（大于100kHz）和較高的占空比（大于40％）可以降低鍍層的相對強(qiáng)度比I(200)/I(111)。通過EDS表征發(fā)現(xiàn)鍍層中ZrO2含量受占空比、平均電流密度、脈沖頻率和鍍液中ZrO2含量的影響。鍍層中ZrO2最大含量11.6wt.％在如下條件中實(shí)現(xiàn):占空比40％，平均電流密度5A/dm2，脈沖頻率100kHz，鍍液中ZrO2含量10g/L。
　　Ni-Co/ZrO2納米復(fù)合鍍層的顯微

4、硬度隨著脈沖頻率的增大先增大后減少，在脈沖頻率為100kHz時(shí)，顯微硬度值達(dá)到最大。當(dāng)占空比由20％上升到40％時(shí)，鍍層的顯微硬度也不斷增大，當(dāng)占空比由40％上升到60％時(shí)，鍍層的顯微硬度開始下降。當(dāng)平均電流密度不斷增大時(shí)，鍍層的顯微硬度先增大后減少。Ni-Co/ZrO2納米復(fù)合鍍層的耐高溫性與鍍層中ZrO2含量有關(guān)，其氧化增重曲線符合拋物線定律，鍍層中ZrO2含量越高，Ni-Co/ZrO2納米復(fù)合鍍層的耐高溫性能越好。Ni-Co/Zr