电沉积镍钴纳米合金的制备及性能_迟玉中

合集下载

化学专业学生综合设计实验--钴镍纳米合金负载石墨烯催化剂用于电催化析氢测试

摘要该文设计了一个面向化学相关专业本科生的综合

设计实验。采用热分解法设计制备一种钴镍纳米合金负载石墨烯的催化材料。借助X 射线衍射、拉曼光谱、氮气吸附脱附等分析仪器对催化剂的组成和晶体结构进行确认。在常温常压的条件下，以0.5M 的稀硫酸溶液为酸性电解液，测试钴镍纳米合金负载石墨烯催化剂的电化学析氢性能，结果显示催化材料具有很高的电流密度（1.89×10-3mA/cm 2），塔菲尔斜率可达130mV/dec 2。通过20小时的时间-电流曲线测试，验证其高度稳定性。通过该实验的实施，不仅可以锻炼学生对热解合成法、

仪器分析、分析化学等课程知识的综合应用能力，还可以培养学生对纳米材料科学实验的兴趣和对纳米科学概念的理解。关键词

电化学析氢；钴镍纳米合金；

石墨烯A Comprehensive Experiment for Undergraduates Major-ing in Chemistry:The CoNi Nano -alloy Supported Graphene Catalyst Used for the Electrochemical Hydro-gen Evolution Reaction //CHEN Linlin

Abstract A comprehensive experiment was designed for under-graduates who majoring in chemistry.The CoNi nano-alloy sup-ported graphene catalyst (CoNi-GO)was synthesized by the ther-mal decomposition.The composition and structure of CoNi-GO were confirmed by XRD,Raman,nitrogen adsorption-desorption.The electrochemical hydrogen evolution performance of CoNi-GO was implemented in 0.5M H2SO4.CoNi-GO showed a high current density (1.89×10-3mA/cm2),and the Tafel slope is 130mV/dec2.By implementation of this experiment,the comprehen-sive application ability of students will be improved,including the pyrolysis synthesis method,instrument analysis,analytical chem-

电铸镍工艺技术

电铸镍工艺技术是一种将镍材料以电解方法制备于工件表面的表面处理技术。它通过在电解槽中加入镍盐水溶液，并在直流电源的作用下，在工件表面沉积一层镍层，以达到提高工件的硬度、耐磨性和耐腐蚀性的效果。

电铸镍工艺技术的特点如下：

1. 镍层均匀：通过调节电解液参数和电流密度，可以获得均匀、光滑的镍层。镍层的厚度可以根据需要进行调整，并且可以在复杂形状的工件上均匀沉积。

2. 提高硬度：镍层硬度高，可以有效提高工件的耐磨性和耐腐蚀性。特别是对于一些金属材料的表面处理，电铸镍可以使其表面硬度显著提高，延长使用寿命。

3. 节约材料：电铸镍工艺可以在材料的特定表面区域进行沉积，不会浪费大量的材料。并且根据需要可以进行多层沉积，以进一步提高材料的耐久性和保护性。

4. 良好的耐腐蚀性：电铸镍层具有很好的耐腐蚀性，可以在很大程度上防止金属材料受到化学物质的侵蚀，延长使用寿命。

5. 高效性：电铸镍工艺技术具有高效性，可以通过自动化设备进行大规模生产，提高工作效率和生产能力。

在电铸镍工艺技术中，需要注意以下几点：

1. 电解液的配制：电解液的配制是非常关键的一步。根据工件的材料和要求，选择合适的镍盐水溶液，并按照一定的比例稀释。同时，需要根据需要添加一些辅助剂，以提高镍层的均匀性和光滑性。

2. 电流密度的控制：电流密度对电铸镍的效果有着重要影响。过高的电流密度会造成镍层的不均匀沉积和孔洞，而过低的电流密度会使沉积速度变慢。因此，要根据具体工件的形状和要求来选择合适的电流密度。

3. 预处理工序：在进行电铸镍之前，需要对工件进行一些预处理工序，如除锈、除油等，以确保工件表面的洁净度和粗糙度符合要求。这样可以提高电铸镍层的结合力和附着力。

电沉积Ni-W合金纳米晶的组织与性能

分析单个因素对Ｎｉ合金电沉积的具体影响，．ｗ为制备Ｎｉ合金纳米晶提供依据。．ｗ
板（． × ．ｃ２ ×２双面镀，～３０２０ｍ）镀槽为ｌ０ｍＯ０Ｌ烧
杯，ＨＨＳ电热恒温水浴锅加热控制槽液温度，研．轻
加，镀层的沉积速率和星徽硬度提高。镀液的ｐＨ对镀层性能影响最大。Ｎ・合金纳米晶镀层具有较高的抗腐蚀性。ｉＷ
关键词：金属材料｛Ｉ合金；Ｎ－Ｗ电沉积；缭米晶；组织结构；性能
中圉分类号：Ｇ７．４Ｔ１６１；Ｇ１．５文献标识码：文章编号：０１０１（０６０ — ０１０Ｔ１４４；Ｇ４．５Ｔ１３２Ａ１０ — ２１２０）３０３ — ５
１实验方法
研究主要针对ＮａＷＯ・Ｈ０浓度、２４２２电流密度、
收稿日期：０５１１２０ —０ —１基金项目：安徽省自然科学基金资助项目（０４４３；００６０）合肥工业大
学中青年创新群体基金资助项目（０１３—０７１）３０６
摘要：过电沉积方法镧备Ｎ－合金纳米晶，通ｉＷ研究钨酸钠浓度、电流密度、液Ｈ温度等四个工艺参数对Ｎ－合金沉镀、ｉＷ

电沉积制备zn—ni合金及其耐蚀性的研究

电沉积制备zn—ni合金及其耐蚀

性的研究

电沉积制备Zn-Ni合金及其耐蚀性的研究是对金属材料表面抗腐蚀性能的研究，它依赖于电沉积制备的Zn-Ni 合金的特性。电沉积是一种常用的表面覆盖工艺，用于在金属表面形成一层保护层，以提高金属表面的耐蚀性能。Zn-Ni合金是一种有机镀膜材料，具有优良的抗腐蚀性能，可用于改善金属表面的耐蚀性能。

Zn-Ni合金电沉积制备过程主要包括：金属表面清洗前准备、电沉积涂层、涂层烘烤、表面检测和性能测试。金属表面清洗前准备时，需要将金属表面处理干净，然后用溶液清洗，以去除金属表面的污垢和油污。电沉积涂层是制备Zn-Ni合金的关键步骤，通常采用阴极溅射或激光电沉积技术，在金属表面形成一层Zn-Ni合金保护层。涂层烘烤时，采用气体热处理方式，使涂层得到固化，提高涂层的耐蚀性能。表面检测和性能测试是评估Zn-Ni合金抗腐蚀性能的重要环节，一般采用扫描电子显微镜和腐蚀试验等方法，测试涂层的厚度、表面形貌以及耐蚀性能。

总之，电沉积制备Zn-Ni合金及其耐蚀性的研究主要包括：金属表面清洗前准备、电沉积涂层、涂层烘烤、表

面检测和性能测试等步骤，旨在改善金属表面的耐蚀性能，以达到抗腐蚀的目的。

高频脉冲电铸Ni-Co纳米复合块体微观结构分析

维普资讯 http://www.cqvip.com
第３期２００６年６月
纳
米
科
技
ＮＯ３．
Ｎａｏｃｅｃｎｓｉｎｅ＆Ｎａｏｅｈｏｏｙｎｔｃｎｌｇ
Ｊｎ２ｏｕｅ０６
高频脉冲电铸Ｎ— ｏｉＣ纳米复合块体微观结构分析
沙建萍杨玉国铁军，余明祥，，
ｄｐｓｔｄｌｙｒｎｈｔｔｅＮｉＣａｏｏｏｉｕｋｍａｅａｉｏａｔｍｉｒｓｃｉｎａｄｕｉｒｔｃｎｂｅｏｉａｅｓａｄｔａ — ｏｎｎｃｍｐｓｔｂｌｔｒｌｗｔｃｍｐｃｃｏｔｔｎｎｆｍｉａｅｅｈｅｉｈｕｒｏｏｙａｔｉｅｙｈｇｒｑｅｃｕｓｌｃｒｆｒｎ．ｔｎｄｂｉｈｆｕｎｙｐｌｅｅｅｔｏｍｉｇａｅｏＫｅｗｏｄ：ｉｈｆｑｅｃｕｓｌｃｒｆｒｎ；ｏｏｉｕｋｍａｅａ；ｒｓａａｎｙｒｓｈｇｒｕｎｙｐｌｅｅｔｏｍｉｇｃｍｐｓｅｂｌｔｒｅｅｏｔｉｌｃｔｇｉｙｌｒ
‘１北京交通大学理学院化学研究所，北京１０４）（．００４（．２北京中康达纳米技术有限公司，北京１０２）００７摘要：用高频脉冲电铸工艺制备出了镍钴纳米复合块体材料，用场发射扫描电镜、采利能谱和Ｘ射线衍射的方法，重点研究了复合块体沉积层的表面形貌、结构和结晶取向。结果表明，相高频率和润湿剂的添加对沉积层的细化有重要影响，高频脉冲电铸能够获得微观组织致密、匀的复合均

碳纤维表面化学镀钴-镍合金工艺研究

侯鑫;刘贵林;陈慧玉;刘亚青

【期刊名称】《电镀与涂饰》

【年(卷),期】2016(035)004

【摘要】采用以硫酸钴和硫酸镍为主盐,柠檬酸钠为配位剂,次磷酸钠为还原剂的镀液,在碳纤维表面化学镀钴-镍合金,得到碳纤维/钴-镍合金复合粒子.研究了次磷酸钠含量、氨水含量和温度对化学镀所得复合粒子的导电性和微观形貌的影响,获得碳纤维化学镀钴-镍合金镀层的最优配方和工艺为:NiSO4·6H2O 15

g/L,CoSO4·7H2O 15 g/L,NaH2PO2·H2O 30 g/L,Na3C6H5O7 30g/L,26％(体积分数)NH3·H2O 140 mL/L,温度80℃,时间30 min.在最优工艺条件下所得碳纤维/Co-Ni合金复合粒子的体积电阻率为3.27×10-2 Ω·cm,比未镀碳纤维低1个数量级.碳纤维表面的合金镀层均匀、致密,主要由面心立方结构的Co-Ni合金构成.【总页数】5页(P174-178)

【作者】侯鑫;刘贵林;陈慧玉;刘亚青

【作者单位】纳米功能复合材料山西省重点实验室,山西太原030051;山西省高分子复合材料工程技术研究中心,山西太原030051;中北大学材料科学与工程学院,山西太原030051;纳米功能复合材料山西省重点实验室,山西太原030051;山西省高分子复合材料工程技术研究中心,山西太原030051;中北大学材料科学与工程学院,山西太原030051;纳米功能复合材料山西省重点实验室,山西太原030051;山西省高分子复合材料工程技术研究中心,山西太原030051;中北大学材料科学与工程学院,山西太原030051;纳米功能复合材料山西省重点实验室,山西太原030051;山西

电沉积方法制备纳米晶Ni_W合金工艺研究

V o.l 38 No .2 A pr .2009 SURFACE TECHNOLOGY

电沉积方法制备纳米晶N i W 合金工艺研究

吴化1

,韩双1

,吴一

(1.长春工业大学材料科学与工程学院,吉林长春130012;2.空军航空大学基础部,吉林长春130022)

[摘要] 为了进一步优化镀液成分和工艺参数,为制备W 含量可在较大范围内变化的块状纳米晶N i W 合金提供依据,采用不含任何氨根离子(NH +4)的镀液通过电沉积方法制备纳米晶N i W 合金镀层。采用XRD 、SEM 和EDS 对镀层的结构、形貌和成分进行观察和分析。结果表明:电沉积过程中电流密度、电源类型、p H 值及搅拌方式对镀层的W 含量都会产生较大的影响。试验中所得到的N i W 合金镀层的W 含量为2.15%~30.31%(质量分数),其结构均为W 溶于N i 晶格所形成的置换式固溶体,平均晶粒尺寸为14~19n m;随着镀层中W 含量的增加,镀层的显微硬度也随之逐渐提高。

[关键词] N i W 合金;纳米晶;电沉积[中图分类号]TQ 153.2

[文献标识码]A

[文章编号]1001-3660(2009)02-0065-05

Study on Process Cond iti ons of E lectrodepositi on of N anocrystalli ne N i W A ll oys

WU H ua 1

,HAN Shuang 1

,WU Yi

(1.Depart m ent o fM aterial Sc i e nce and Eng i n eeri n g ,Changchun Un iversity of Techno logy ,Changchun 130012,Ch i n a ;

电沉积镍铁钨纳米晶合金及其表征

• 1 •

【电镀】

电沉积镍铁钨纳米晶合金及其表征

詹厚芹，何凤姣*，鞠辉，王晓强

（湖南大学化学化工学院生物传感及化学计量学重点实验室，湖南长沙 410082）

摘要：在含有FeSO 4·7H 2O 、NiSO 4·6H 2O 、Na 2WO 4·2H 2O 、Na 3C 6H 5O 7·2H 2O 和YC-4添加剂的溶液中，电沉积制备了不同钨含量的镍铁钨合金，对所得镀层的化学组成、表面形貌、微观结构、显微硬度及耐蚀性进行了表征。随着镍铁钨合金镀层中钨含量的增加，其微观结构由晶态转变为非晶态。钨质量分数为21%的镍铁钨合金镀层表观光亮光滑，具有致密的纳米晶结构，其晶粒尺寸为30 ~ 40 nm ，即使不通过热处理，也具有很好的显微硬度和耐蚀性。该工艺可望取代传统镀铬工艺。关键词：镍铁钨合金；电沉积；纳米晶；热处理；耐蚀性中图分类号：TQ153.2

文献标志码：A

文章编号：1004 – 227X (2009) 01 – 0001 – 03

Electrodeposition and characterization of nano-

crystalline nickel–iron–tungsten alloy // ZHAN Hou-qin, HE Feng-jiao*, JU Hui, WANG Xiao-qiang

Abstract: Ni–Fe–W alloys with different W contents were prepared by electrodeposition from a bath containing FeSO 4·7H 2O, NiSO 4·6H 2O, Na 2WO 4·2H 2O, Na 3C 6H 5O 7·2H 2O and YC-4 additive. The chemical composition, surface morphology, microstructure, microhardness and corrosion resistance of the deposits were characterized. The micro- structure of Ni–Fe–W alloy deposit is transformed from crystalline to amorphous with increasing W content. The Ni–Fe–W alloy deposit containing 21% (mass fraction) W is bright and smooth, and has a compact nanocrystalline structure with a grain size of 30-40 nm as well as high microhardness and corrosion resistance without annealing. The process is a promising alternative to traditional chromium plating.

钴纳米颗粒的制备及其表征

一、引言

钴纳米颗粒在许多领域具有广泛的应用前景，如催化剂、磁性材料、生物医学和能源存储等。本文旨在深入探讨钴纳米颗粒的制备方法以及对其进行的表征技术。

二、制备方法

2.1 化学合成法

化学合成法是制备钴纳米颗粒的常用方法之一。以下是化学合成法的步骤： 1. 预处理：将所需的前驱物和溶剂准备好，并进行适当的预处理，如洗涤和干燥。 2. 溶液制备：按照一定的配比，将前驱物和溶剂加入反应容器中，形成反应溶液。 3. 模板选择：选择合适的模板（如有机分子模板或无机纳米颗粒）用于调控钴纳米颗粒的形貌和尺寸。 4. 反应条件：控制反应温度、时间和搅拌速度等参数，促进反应的进行。 5. 沉淀和分离：经过反应后，通过沉淀和分离技术，将产生的钴纳米颗粒从溶液中提取出来。 6. 清洗和干燥：对提取的钴纳米颗粒进行适当的清洗和干燥处理，以去除杂质和残余溶剂。

2.2 物理制备法

除了化学合成法，物理制备法也是制备钴纳米颗粒的重要方法。以下是物理制备法的步骤： 1. 溅射法：将钴目标放置于真空室中，利用高能粒子轰击目标表面，使钴原子脱离并沉积在基底上，形成钴纳米颗粒。 2. 气相沉积法：通过将金属钴蒸发在惰性气体环境中，使钴原子在基底上沉积形成纳米颗粒。 3. 水热法：将钴盐溶解在适当的水热溶液中，通过调控温度和压力等条件，使钴离子在溶液中还原并形成纳米颗粒。

三、表征技术

为了确定钴纳米颗粒的尺寸、形貌和晶体结构等特征，需要进行各种表征技术的分析。以下是常用的钴纳米颗粒表征技术： ### 3.1 扫描电子显微镜（SEM） SEM

《电沉积纳米晶材料技术》

［］Ｄｎ，ｉＷａｇＨＸｌｃｏｌｉｇｐｅａａ９ｏｇＹＳＬｎＰＨ，ｎ．Ｅｅｔｐａｎｒｐｒ— ｒｔ
ｔｎｏ — ２３ｇａｅｏｏｉｏｔｇｓｎｏａｉｆＮｉＡ１Ｏｒｄｄｃｍｐｓｔｃａｉｓｕｉｇａｒｔ — ｏｅｎ
１２．
镀工艺的研究［］Ｊ．电镀与涂饰，０７２（）２－５２０，６７：３２．
［］林文松，８徐嘉，明珠．纳米Ａ：，Ｎ梯度镀层的电祁１０一ｉ
镀工艺研究［］Ｊ．表面技术，０４３（）６ —２２０，３６：６．０
ｔｇｃｔｏｅＪ．Ｓｒｃｉａｄ［］ｕａｅ＆ＣａｉｓＴｃｎｌｇ，０６ｎｈｆｏｔｇｅｈｏｙ２０，ｎｏ
２００：３３— ６６３３３６．
［０李国英．表面工程手册［．北京：械工业出版１］Ｍ］机
社，０４８７．２０． —９
料的方法、镀液性能、镀层的微观结构和特性以及应用和发展。
本书可供从事表面处理、电镀、腐蚀与防护、电化学工程等领域的工程技术人员和大专院校师生使用和
参考。字数：４３３千字，价：６元，定３国防书店发行（１．８２４２，００６４８２）新华书店经售。

电沉积纳米晶镍—铁—铬合金

ｆｅ．ａｃ
Ｋｅｙｗｏｄｓ：ｃｅ－ｒｎｃｒｍｉｍ；ａｌｙ，ｌｃｒｄｐｉｉｎ；ｎａｏｒｓａｌｉｅｒｉｎｋｌｉ — ｈｏｕｏｌｏｅｅｔｏｅｏｓｔｏｎｃｙｔｌｎ
耐韧性，饱和性都随着晶粒尺寸进入纳米磁
ＡｂｔａｔＮｉｋｌｉｎｃｒｍｉｍｌｙｗｔａｏｒｓｌｎｒｌｃｒｄｐｓｅｒｍｈｏｉｅｂｔｏｔｉｎｓｒｃ：ｃｅ・－－ｈｏｕａｏｉｈｎｎｃｙｔｌｅｗｅｅｅｅｔｅｏｉｄｆｏｒ・ｌａｉｏｔｏｃｌｒａｈｃｎａｎｇｄｉｔｖｅｔｈｏｕｉｎｎｅｉｃｎｕｓｕｒｎ．Ｍｏｐｏｏｙａｄｇａｎｓｚｆｏｔｉｅｌｙｄｐｓｔｒａｎｒｍｉｍｓｕｄｒｄｒｔａｄｐｌｃｒｅｔｉｌｃｏｅｅｒｈｌｇｒｉｉｏｂａｎｄａｏｅｏｉｎｅｌｓ、ｒｎｙｄｂＥＭ、ＴｅｅｅｔｏｅｏｉｏｉｎｄｐｓｉｎｒｔｅａａｓｙＳｅｌｅｈｆｃｆｄｐｓｉｎｔｔｍｅｏｅｏｉｏａｅ．ｃｒｅｔｅｆｉｎｙｏｃｎｒｔｎｏｔｕｒｎｆｃｅｃ．ｃｎｅｔｉｆｉａｏｔｖｅｔｈｏｕｉｎｄｐａｕａｔｄｅｒａｎｒｍｉｍｓａＨｖｅｗｓｓｕｉｄ．Ｒｅｕｔｓｏａｔｃｕｅａｄｐｐｒｉｓｏｌｙｅｅｔｄ — ｉｌｃｏｎｌｓｓｈｗｔｔｒｔｒｎｒｅｔｆｌｌｃｒｅｌｈｓｕｏｅａｏｏｐｓｔｄｕｄｒｐｓｕｒｎｒｕｅｏｏｔｏｎｅｉｃｕｒｎ，ｗｈｃｔｉｕｅｏｔｅｂｅｋｔｎｏｉｎｅｕｅｃｒｅｔａｅｓｐｒｒｔｈｓｕｄｒｄｒｔｃｒｅｔｅｌｉｅｅｉｈａｔｂｔｓｔｈｒａｉｒｍｅｉ

电沉积法制备金纳米结构 ppt课件

电沉积法制备金纳米结构
电沉积法制备金纳米结构
13-2
电沉积法制备金纳米结构
材料与方法
1.材料氯金酸(HAuCl4 } 4H20百度文库, 99.9%，购自上海化学试剂有限公司。 ITO导电玻璃，厦门爱特欧光电实业有限公司。所有用水皆为超纯水，由Milli-pore-Q纯水仪制备。
电沉积法制备金纳米结构
电沉积法制备金纳米结构
电沉积法制备金纳米结构
沉积电压为0.1 V，沉积时间分别为1,10,30,60 min。当沉积时间越长，沉积位点越多，并且颗粒逐渐增大，颗粒间的间距逐渐减小，颗粒表面形成凹凸不平的结构。颗粒粒径由20nm士2 nm逐渐增大到180 nm士4 nm。可通过调节成核时间，得到适宜疏密程度和大小的成核位点和种子，以制备不同形貌的纳米材料。沉积时间 “控制”了纳米结构的尺寸，随着生长时间的增加，在纳米结构的表面会沉积更多的金原子，使纳米结构不断长大，纳米结构之间的间距逐渐变小，当超过一定时间后，纳米结构继续生长，最后连接成片
固定沉积时间为30 min，分别选取4 个电压一0.3,0.1,0.3,0.5 V作为沉积电压，以寻找合适的生长条件。当沉积电压为一0.3 V时，形成的纳米颗粒粒径大约为20 nm士2 nm的球形颗粒，颗粒间间距较大。随着沉积电压的增大，所形成的纳米结构增大，颗粒间的间隙减小，形成较大的纳米簇。

电沉积工艺参数对块体纳米晶镍硬度的影响

康进兴，。赵文轸徐英鸽。孙立明，，
（１西安交通大学材料科学与工程学院，西安７０４；１０９
２空军工程大学工程学院，安７０３；３西安建筑科技大学机电学院，西１０８西安７０５）１０５
Ｊａｔｎｎｖｒｉｙ，Ｘｉａ１０９ｉｏｏｇＵｉｅｓｔ ’ ｎ７０４，Ｃｈｎ；ｅＥｎｉｅｒｎｎｔｔｔ，Ａｉｉａ２ＴｈｇｎｅｉｇＩｓｉｕｅｒ
ＦｏｒｅＥｎｇｎｅｒｎｎｉｅｓｔｃｉｅｉｇＵｖｒｉｙ，Ｘｉａ０３ ’ ｎ７１０８，Ｃｈｉａ；３ｎＭｅｈａｉｎｄＥｌｃｒｎｉｃｎｃａｅｔｏｃ
摘要：采用直流电沉积方法，过改变特殊添加剂ＣＨ。Ｎａ・ＨＯ浓度、流密度、积液温度，备出不同硬度通ＮＯＳ２电沉制
的块体纳米晶镍覆层材料，用高分辨透射电子显微镜（ＴＭ）沉积覆层材料的组织形貌进行分析，用显微硬度利ＨＲＥ对利计测量沉积层材料的显微硬度，块体纳米晶镍硬度的变化规律进行分析。结果表明；过改变工艺参数，获得结构对通可致密，织均匀的块体纳米晶覆层材料。块体纳米晶镍的硬度随着添加剂ＣＨｔａＮａ・Ｈ２浓度的增加而增加；组ＮＯＳ２Ｏ随

锰钴镍基功能纳米材料的制备及其超级电容器性能的研究

1000次CV循环后,GMn-1复合材料的容量保留率为73.9%,这些优秀的电化学性能说明石墨烯/α-二氧化锰复合材料是一种有前景的超级电容器电极材料。2.通过“一锅”螯合水溶液的方法将分层的δ-MnO2纳米片直接原位生长在泡沫镍基底上,通过扫描电镜对不同时间间隔下的形貌演变过程进行了详细的观察。
3.通过简单的无水乙醇辅助的溶剂热方法制备了多孔混相Co O/Co3O4纳米复合物,且之后并无任何煅烧过程,制备的纳米复合物是由平均粒径为5±2 nm的纳米粒子团聚而成,此外制备的纳米复合材料具有较高的比表面积(186.27 m2 g-1)。通过电化学测试,Co O/Co3O4电极在电流密度为1 A g-1下的比电容为451 F g-1,比纯Co O电极的比电容高(203 F g-1)。
4.运用无模板剂化学共沉淀法制备具有高比表面积(215.98 m2 g-1)的介孔Ni Co2O4纳米球,这些纳米球进一步自组装成三维骨架。合成这种孔径分布集中在4 nm的Ni Co2O4纳米球的关键是使用碳酸氢钠作为成核剂。

电沉积技术在再制造中的再生金属材料粒度控制研究

电沉积技术在再制造中的再生金属材料粒度

控制研究

在当今的可持续发展背景下，再制造逐渐成为促进资源有效利用和减少环境污染的重要手段之一。再制造是指对废弃产品进行处理和修复，使其恢复为可以使用的产品或原材料。其中，再生金属材料的粒度控制对于再制造的成功至关重要。电沉积技术是一种在再制造中广泛应用的方法，具有能够精确控制材料粒度的优势。本文将探讨电沉积技术在再制造中再生金属材料粒度控制方面的研究进展与应用。

电沉积技术是通过在电化学系统中的金属离子还原沉积到电极上形成金属层的方法。该技术具有精度高、加工速度快、重复性好等优点，特别适用于控制微小尺寸的金属粒度。再生金属材料的粒度控制与其物理性能直接相关，影响着再制造产品的质量和性能。因此，电沉积技术在再生金属材料粒度控制方面的研究具有重要意义。

首先，电沉积技术可以通过控制电流密度、电解液成分和温度等因素，实现对再生金属材料粒度的精确控制。一般而言，提高电流密度可以使沉积物的晶粒尺寸变大，而降低电流密度则可以得到更加细小的沉积物。此外，电解液中添加一些特定的添加剂，如表面活性剂、缓冲剂和复合剂，也可以有效地改变再生金属材料的粒度。在实际再制造过程中，根据需要控制这些参数，可以精确调节再生金属材料的粒度，以满足具体产品的要求。

其次，电沉积技术还可以通过选择合适的电极材料和形状，来实现对再生金属材料的粒度控制。电沉积通常需要使用电极作为电流的传导介质，不同材料和形状的电极对沉积物的晶粒度有着巨大影响。实验研究表明，使用具有特定晶体结构的电极材料，如单晶电极或多晶电极，可以获得更加均匀分布和较小粒度的再生金属材料。此外，通过改变电极的形状，如凸凹形状或孔洞结构，也可以对再生金属材

镍合金材料的技术创新研究

镍合金材料是一种高强度、高温、耐腐蚀、抗磨损的金属材料，具有非常广泛的应用前景。近年来，随着新能源、航空、化工、

生命科学等高技术领域的迅速发展，对镍合金材料的性能和质量

要求不断提高，对其技术创新研究也日益增多。

一、镍合金材料的应用领域

1. 航空领域

作为航空工业的基础材料之一，镍基合金的研究应用得到了长

足的发展。它具有高温强度、抗氧化、抗腐蚀等优异性能，因此

广泛应用于涡轮发动机、喷气发动机、火箭发动机、导弹、航空

发电机等领域。

2. 能源领域

镍合金材料被广泛应用于新能源领域，如太阳能光伏、风能发电、液态燃料电池等。其中，太阳能光伏板使用的铝镍钴合金是

一种性能优良的透明导电材料。

3. 化工领域

由于镍基合金的抗腐蚀性能和高温强度优异，因此在化工行业也得到了广泛的应用。比如，化工反应釜内常用的设备实现了从传统工艺向高效、高灵敏度工艺的转变，提高了反应釜的反应效率和稳定性。

4. 生命科学领域

镍合金材料在生命科学领域也得到了广泛应用。例如，医疗器械常用到的高强度、耐磨损、抗腐蚀性能好的金属材料，如高锰钢、不锈钢等，均可以由镍合金材料代替。

二、镍合金材料的技术创新研究

1. 降低生产成本

降低生产成本是当前镍合金材料技术创新的重点之一。由于第四代单晶高温合金的生产成本高，而且很难批量生产，因此近年

来研究人员逐渐将重点放在了多晶高温合金的研究上。多晶高温合金相对第四代单晶高温合金来说，生产成本低、批量稳定，因此更加适合用于大规模生产。

2. 提高镍合金材料的高温性能

当高温合金作为发动机材料时，其高温性能对发动机的寿命和可靠性起着关键性的作用。镍合金材料的高温性能的提高一直是研究人员研究的重点之一。目前，学者们采用等离子喷涂技术，将光学陶瓷氧化物涂层喷涂在高温的金属合金上，以提高其耐热性能。

相关主题

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

第22卷第3期 2007年9月

V ol.22 No. 3 Sep. 2007

收稿日期：2006-10-23；修回日期：2007-04-12

基金项目：天津科技大学自然科学基金资助项目（20040225）作者简介：迟玉中（1971—），男，河北邯郸人，讲师，硕士.

电沉积镍钴纳米合金的制备及性能

迟玉中，刘雁红，王新庄

（天津科技大学理学院，天津300457）

摘要：采用直流电沉积方法在镀液中加入有机添加剂制备出镍钴纳米合金镀层．采用扫描电镜分析了镀层的微观形貌及晶粒尺寸，研究了电流密度、pH 等工艺条件以及有机添加剂和稀土钐对镀层中钴含量的影响，采用加热实验法测定了镀层的结合力．实验结果表明，镀层表面致密、平整，结合性能优良．关键词：电沉积；镍钴纳米合金；有机添加剂；稀土

中图分类号：TQ153.2 文献标识码：A 文章编号：1672-6510（2007）03-0040-04

Preparation and Properties of Electrodeposited Ni -Co Nanocrystalline Alloys

CHI Yu -zhong, LIU Yan -hong，WANG Xin -zhuang

（College of Science, Tianjin University of Science & Technology, Tianjin 300457,China ）

Abstract ：Electrodeposited of nickel -cobalt nanocrystalline alloys were obtained by direct current with addition of organic additives in the bath under. Morphology and grain size of alloys were analysed by SEM. The effect of current density, pH value,organic additives and rare earth samarium on cobalt content were studied, the adhesion of the film were tested by heating. The test results show that the nickel -cobalt film obtained has fine and leveled surface and good adhension. Keywords ：electrodeposition；Ni -Co nanocrystalline alloys；organic additives；rare earth

镍钴合金镀层具有亮白色金属外观，硬度高，有良好的耐磨性、耐蚀性和化学稳定性[1]，因此，该镀层可广泛用作防护装饰性镀层．目前的研究主要针对镍钴合金镀层的结构、电催化性和磁学特性．如姚素薇[2]等人研究发现镍钴合金镀层结构主要受钴含量的影响，当镀层中钴含量（质量分数）在76％以下时，镀层由两种面心结构的两种固溶体组成；钴含量在76％~ 90％时，面心立方结构的钴发生同位素异构转变，成为六方密排结构，此时镀层由面心立方和六方密排两种结构的固溶体组成；当镀层中钴含量高于

90％时，

仅存在一种以钴为溶剂的六方密排结构固溶体．1984年Spasojevic 等研究了以钛和铁作基体制备的镍钴合金镀层，发现镍钴合金镀层具有极高的电催化活性[3]，比纯钛电极其析氢电势可降低500 mV ．在铝合金基体上，电镀高钴含量的镍钴合金广泛用作计算机的磁鼓和磁盘的表面磁性镀层，以达到体积小、重量轻和存储密度大的要求[4] ．

本文研究了目前没有引起足够重视，但是对镀层

的性能影响较大的因素，如电流密度、 pH 等工艺条

件，并且研究了对镍钴合金中镀层的晶粒尺寸影响很大，目前很少研究的添加剂，如糖精、十二烷基硫酸钠、稀土等，通过控制添加剂的加入量，制备出镍钴纳米合金．

1 材料与方法

1.1 实验材料

阳极为纯石墨，阴极为1cm 2的紫铜片． 1.2 镀液基本成分与工艺条件 1.2.1 镀液基本成分（g ·L -1

）

NiSO 4·

6H 2O 142；CoSO 4·6H 2O 20；H 3BO 3 30；糖精 1~4；十二烷基硫酸钠 0.8． 1.2.2 工艺条件

镀液pH 1.0~7.0；镀液温度 45~50℃；电流密度10~70mA/cm 2．

2007年9月迟玉中，等：电沉积镍钴纳米合金的制备及性能·41·

1.3 实验仪器

PHS-3C型酸度计，天津市盛邦电器厂；VIS-723型分光光度计，上海精密科学仪器有限公司分析仪器总厂；TDA-8002型恒温磁力搅拌器，山东嘉德仪器厂；2DA-10型直流整流器，河北省青县渤海整流器厂；JEOL6700F型扫描电镜，日本电子株式会社．1.4 Ni-Co 纳米合金的制备方法

（1）将裁剪好的紫铜片先用10％的NaOH溶液进行去油污处理，然后依次用粒度为400、600、800目的金相砂纸打磨光滑，用盐酸溶液进行活化处理，然后用电工绝缘胶带把非工作面包裹好，露出1cm×1cm 的工作面，用电子天平称重，用作阴极镀片．

（2）将称量好的硼酸移至100 mL烧杯中，加入40 mL沸水搅拌溶解，然后依次向烧杯中加入硫酸镍（NiSO4·6H2O）、硫酸钴（CoSO4·6H2O）、糖精等，用磁力搅拌器搅拌溶解．十二烷基硫酸钠需要单独溶解．十二烷基硫酸钠用10 mL沸水溶解后加入镀液中，搅拌均匀．

（3）将溶解好的镀液在室温下冷却后用100 mL 的容量瓶定容，然后倒入100 mL烧杯中，用浓盐酸调节pH．将配制好的镀液放置在恒温磁力搅拌器上，加热至所需温度保持恒温，将万用电流表串联到电路中，用来监控电流大小，开始电沉积．

（4）电沉积结束后，将阴极镀片从镀液中取出后用蒸馏水冲洗掉表面镀液，用电吹风的凉风挡将镀层表面吹干．将阴极镀片放置在表面皿中，待完全干后用电子天平称重．

1.5 镀层性能测试

1.5.1 镀层表面形貌

采用JEOL6700F型扫描电镜观察镀层的表面形貌以及晶粒尺寸．

1.5.2 结合力测试[5]

将镀片在烘箱中加热到250 ℃，保温30 min，取出放入室温蒸馏水中，观察其表面是否起泡、剥落．1.5.3 镀层中钴含量测定[6]

采用VIS-723型分光光度计，利用分光光度法测定镀层中的钴含量．

分别量取0.25、0.5、1、2、3、4、5 mL的钴标准溶液放入标号为1—7的2 5mL容量瓶中，加入盐酸调节酸度为0.5 mol/L，用浓盐酸直接加入2.4 mL即可，再依次加入50％的硫氰酸钾5mL，摇匀，如有红色出现，说明有Fe2＋存在；加入0.2％的抗坏血酸至红色消失，再多加1 mL（无上述现象，此步骤可以跳过），然后依次加入10 mL的丙酮，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀、静置．用分光光度计测定1—7号容量瓶中溶液的吸光度，绘制标准曲线．用Origin 7.0软件对标准曲线进行处理，得到Co2+浓度和吸光度函数关系．用1∶1的硝酸溶液溶解镀层，定容于25 mL容量瓶中，测定溶液的吸光度，利用Co2+浓度和吸光度函数关系得到镀层中钴含量．

2 结果与讨论

2.1 有机添加剂对镀层的影响

2.1.1 糖精的影响

糖精对镀层中钴含量的影响如图1所示，可以看出，随着糖精加入量的增大，镀层中钴含量先是增加，当糖精加入量增加到2.5 g/L时镀层中钴含量达到最大，此后随着糖精量的增加钴含量下降．分析形成这种趋势的原因，糖精是电沉积镍基合金的初级光亮剂，其作用机理是通过在电极表面的吸附，增大了阴极极化，提高了沉积活化能，使形核起始电位负移，从而细化晶粒，提高表面的光亮度，但是糖精不能像“桥”一样，作为溶液中金属离子迁移到电极表面的媒介，也就是它不但不能作为电子传递的通道，反而与金属离子形成竞争吸附，随着其添加量的增大，反而覆盖了整个电极表面，使得金属在电极表面还原比较困难[6]．在实验中发现，糖精可以降低合金镀层的内应力，但添加量很少时，起不到降低镀层内应力的作用；添加量过多时则可能使镀层发脆．当糖精加入量为2.5 g/L时，镀层的外观质量最好，镀层致密、平整，呈银白色．

图1糖精对镀层中钴含量的影响

Fig.1Effect of saccharin on cobalt content of

Ni-Co alloys plating

2.1.2 十二烷基硫酸钠的影响

十二烷基硫酸钠对镀层的影响如图2所示．十二烷基硫酸钠是一种阴离子型表面活性物质，能特性吸附在阴极表面，从而降低了电极与溶液间的界面张力，使溶液能很好地润湿电极表面，使氢气泡在电极