Ag、Ni涂層的納米原位晶化制備與性能表征.pdf

1、納米材料是目前材料發(fā)展的一個重要方向，與常規(guī)塊體材料相比，納米材料具有諸多優(yōu)異性能，這主要取決于它獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)與納米材料具有的小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)。因此，其表現(xiàn)出了異于常規(guī)材料的光、電、熱、磁、催化等效應(yīng)，使得其應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。其中納米材料低熔點(diǎn)的特性在制備涂層材料方面，也為我們提供了一個新思路。
　　本文通過液相還原法，以次亞磷酸鈉為還原劑，以硝酸銀為銀離子來源，在50℃恒溫下高速攪拌制備出了

2、納米銀顆粒；以水合肼為還原劑，在60℃堿性條件下高速攪拌還原氯化鎳制備出了納米鎳顆粒。以此為基礎(chǔ)，利用納米材料小尺寸效應(yīng)，即熔點(diǎn)低的特點(diǎn)，研究了保護(hù)氣氛、溫度和時間對涂層制備的影響。采用納米材料原位晶化，在不銹鋼基體表面制備出了銀、鎳涂層。本課題開發(fā)了環(huán)保、綠色金屬涂層制備新技術(shù)，探索了取代傳統(tǒng)高污染、高能耗，高浪費(fèi)的鍍銀、鎳工藝的可行性，為后續(xù)金屬涂層的納米原位晶化制備提供試驗和理論基礎(chǔ)。
　　采用了X-ray對試樣進(jìn)行物相與組

3、分分析；運(yùn)用高分辨掃描電子顯微鏡（FE-SEM）對納米顆粒的形貌、粒度進(jìn)行表征與分析；使用高分辨透射電子顯微鏡（HRTEM）對晶體形貌、結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。利用同步熱分析儀（TG-DTA）研究了納米銀顆粒的煅燒最佳溫度；通過振動樣品磁強(qiáng)計（VSM）測試了納米鎳的磁學(xué)性能；通過全自動數(shù)顯顯微硬度計對涂層的硬度進(jìn)行了測量，采用摩損試驗機(jī)對涂層進(jìn)行線性干滑動摩擦磨損試驗，探究銀涂層的減摩性能和結(jié)合強(qiáng)度。
　　通過系統(tǒng)的測試分析，結(jié)論如下:（1

4、）利用氯離子與銀離子結(jié)合形成氯化銀晶種，提高了溶液中納米銀的形核速率，同時在空間位阻的作用下制備出了晶粒尺寸在20-50 nm，粒徑分布均勻的納米銀顆粒。（2）通過納米原位晶化法在AISI304不銹鋼上制備出了均勻致密的銀涂層，其表面硬度達(dá)到87 HV，與電鍍銀硬度相當(dāng)，且由于其與基體之間存在一定程度上的冶金結(jié)合，其結(jié)合強(qiáng)度優(yōu)于電鍍銀涂層。（3）制備的球形納米鎳具有儲氫特性，在氨氣氣氛下，200℃時開始形成Ni2H，在400℃時，完全形

5、成Ni2H，此時晶粒長大明顯，由于較多氫原子的滲入，其晶格常數(shù)發(fā)生明顯增大，當(dāng)達(dá)到600℃時，Ni2H完全分解，此時晶格常數(shù)的變化主要受溫度影響，兩種氣氛下鎳晶體的晶格常數(shù)相近，而隨著燒結(jié)溫度升高，納米鎳的結(jié)晶度也越來越好。（4）燒結(jié)溫度對納米鎳磁性能有顯著的影響，400℃之前，鎳顆粒處于單磁疇臨界尺寸46 nm以下，飽和磁化強(qiáng)度和矯頑力都隨溫度的升高而增大，400℃之后，晶粒長大，超過了單磁疇臨界尺寸，矯頑力Hc和剩磁Br隨溫度升高而