碳納米管復(fù)合鍍層沉積工藝及性能研究.pdf

1、碳納米管以其良好的力學(xué)性能、電學(xué)性能和特殊的中空管狀結(jié)構(gòu)廣泛運(yùn)用于工業(yè)中，碳納米管結(jié)合工程材料制備耐磨損耐腐蝕的高性能復(fù)合材料已成為近年來的熱門研究項(xiàng)目。本課題中將碳納米管作為第二增強(qiáng)相，采用復(fù)合電沉積的方式制備鎳/碳納米管復(fù)合鍍層并對其性能進(jìn)行分析，主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)研究不同類型表面活性劑對碳納米管分散性及復(fù)合電鍍層性能的影響，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)陰離子表面活性劑雖不利于碳納米管在陰極表面的沉積，但顯著提高碳納米管與基質(zhì)金屬之間

2、的結(jié)合力，鍍層不易產(chǎn)生缺陷，組織致密，硬度和電化學(xué)性能良好，在電鍍過程中碳納米管也能較好地保持穩(wěn)定懸浮狀態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)碳納米管經(jīng)混酸化處理后被打斷，表面帶有活性基團(tuán)，沉降實(shí)驗(yàn)中處理后的碳納米管分散性明顯改善。因此，在本論文中通過對碳納米管進(jìn)行酸處理并選用陰離子表面活性劑SDS作為碳納米管的分散劑對其進(jìn)行分散穩(wěn)定，得到性能更加優(yōu)越的復(fù)合鍍層。
　　(2)以復(fù)合鍍層的沉積速率和鍍層中碳納米管的百分含量為標(biāo)準(zhǔn)，分別研究電鍍液中碳納米管的濃

3、度、陰極電流密度、沉積的時(shí)間、pH、溫度、攪拌的速度和分散劑濃度等因素的影響，采用正交實(shí)驗(yàn)和極差分析法獲得制備復(fù)合鍍層的最佳工藝條件。SEM圖片顯示:鍍層表面結(jié)構(gòu)致密，碳納米管在復(fù)合鍍層中均勻分布。通過能譜圖得知復(fù)合鍍層是由Ni、C、O三種元素組成，實(shí)現(xiàn)了碳納米管和鎳的共沉積。
　　(3)鍍液中碳納米管的濃度對復(fù)合鍍層中表面形貌及組成成分有很大的影響。結(jié)果顯示隨著鍍液中碳納米管濃度的增加，復(fù)合電鍍層的表面越發(fā)粗糙，并且C元素的含量