高頻脈沖電鍍Ni-Al-,2-O-,3-納米復(fù)合鍍層的組織結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、納米復(fù)合鍍層因其具有優(yōu)異的性能,近年來受到了廣泛的關(guān)注。本文采用高頻脈沖電源制備了Ni-Al2O3納米復(fù)合鍍層,重點(diǎn)考察了脈沖頻率和添加劑的納米微粒含量對納米復(fù)合鍍層的初期沉積行為和鍍層組織結(jié)構(gòu)的影響。同時(shí),對鍍層的耐高溫氧化性和耐腐蝕性能等進(jìn)行了系統(tǒng)的研究工作。
　　 在制備工藝方面,通過選用合適的分散劑,使納米微粒不僅在鍍液中分散良好,而且在制備的鍍層中也能較好的彌散分布,使鍍層表面平整致密。改變工藝條件,通過測試鍍層顯微硬

2、度的變化,確定最佳的試驗(yàn)因素。
　　 在組織結(jié)構(gòu)的研究方面,采用SEM觀察鍍層的表面形貌。結(jié)果表明,隨著脈沖頻率的升高,濃差極化減小,晶核的形核率高,增長速率慢,復(fù)合鍍層的組織得到細(xì)化,形成結(jié)晶細(xì)致、顆粒分散均勻的納米復(fù)合鍍層。由于Al2O3納米粒子的參與,在Ni基體中形成大量的點(diǎn)缺陷及廣延缺陷,促使晶粒沉積過程中不同晶面生長速率各異,在晶體表面形成許多不可回復(fù)的臺(tái)階。用X-ray觀察分析了鍍層沉積過程中晶化行為和晶化過程的影響

3、,發(fā)現(xiàn)脈沖頻率增加時(shí),晶格點(diǎn)陣參數(shù)逐漸增加,晶格由負(fù)畸變逐漸變?yōu)檎?而晶格的畸變又使晶粒進(jìn)一步細(xì)化。同時(shí),沉積過程中,脈沖導(dǎo)通時(shí)間的縮短使晶面的擇優(yōu)取向也發(fā)生了改變,新增原子趨于向原子堆積密度更高的(111)面擴(kuò)散,實(shí)現(xiàn)了從(200)面向表面能更低的(111)面沉積,并以(111)面為孿晶界面,晶粒呈孿晶關(guān)系的方位生長,這在TEM中也得到證實(shí)。
　　 采用增重法研究了鍍層在熱處理過程中的增重情況,發(fā)現(xiàn)頻率較高的鍍層增重比頻率

4、較低的鍍層增重少,證明了頻率越高,鍍層的耐高溫氧化性能越好。對熱處理后的表面形貌,用光學(xué)顯微鏡觀察得到:鍍層在溫度較低的環(huán)境中抗氧化性能好,隨著熱處理溫度的升高,溫度達(dá)到1000℃并灼燒12h后,鍍層表面晶粒顯著增大,鍍層的抗高溫氧化性能降低。
　　 Ni-Al2O3納米復(fù)合鍍層的耐蝕性研究結(jié)果如下:在不同的腐蝕介質(zhì)中,脈沖頻率和納米微粒含量對鍍層的耐蝕性能影響不同。鍍層在3.5％NaCl溶液中的陽極極化曲線表明,在活化區(qū),高頻