分散方式对Ni-Si3N4纳米复合电镀层显微组织和性能的影响

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)。

学“ ９８５工程” 资助项目．作者简介：李雪松（１９７４一），男，讲师，博士研究生．研究方向：材料腐蚀与防护，纳米复合电镀技术．
Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｕｅｓｏｎｇｌｉ７３１９１１＠１６３．ｃｏｎｒ
采用ＪＳＭ一５５００ＬＶ扫描电镜观察不同工艺条件下获得的复合镀层的微观形貌，利用ＸＲＤ衍射仪测试镀层的相结构及组成。使用ＨＸＤ－１０００显微硬度仪测量复合镀层显微硬度。在ＭＭ－２００磨损实验机上进行复合镀层磨损试验。磨损试样的尺寸为１ｃｍ，对磨试样为３０ｍｍ的ＧＣｒｌ５淬火钢环。磨损所加载荷为３ＯＮ，转速为２００ｒ／ｍｉｎ，每磨损５ｍｉｎ取下试样用电子天平称重，总磨损时间为２５ｍｉｎ。
重的定量滤纸（记录重量为Ｗ）过滤稀释液，然
后用去离子水清洗数次。将带颗粒的滤纸在１００ ℃下烘干１０ｍｉｎ后用高精度电子天平称重（记录
重量为Ｗ）。定量滤纸的两次重量差值（ △ Ｗ — Ｗ一Ｗ）为镀层中ＳＮ纳米颗粒的重量。
ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｏａｔｉｎｇｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｕｓｉｎｇｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｐｌｕｓｍａｇｎｅｔｉｃｓｔｉｒｒｅｒｔｅｃｈｎｉｑｕｅｈａｖｅｆｉｎｅｒｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄａｈｉｇｈｅｓｔｍｉｃｒｏｈａｒｄｎｅｓｓｕｐｔｏ９９６ＨＶａｎｄｔｈｅｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｈａｓａｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｉｎｃｒｅａｓｅａｓｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｓｗｉｔｈｏｕｔｕｓｉｎｇｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｕｒｆａｃｅａｎｄｉｎｔｅｒｆａｃｅｏｆｍａｔｅｒｉａｌｓ；ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ；ｎａｎｏ — Ｎｉ — Ｓｉ３Ｎ４
通讯联系人：江中浩（１９５６一），男，教授，博士生导师．研究方向：纳米材料制备及性能．Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｚｈ＠ｊｌｕ．ｅｄｕ．ＣＤ
维普资讯 http://www.cqvip.com
吉林大学学报（工学版）
ＳＥＭａｎｄＸＲＤ．Ｔｈｅｍｉｃｒｏｈａｒｄｎｅｓｓａｎｄｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄ．Ｉｔｗａｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅ
关键词：材料表面与界面；电沉积；超声波分散；纳米Ｎｉ — ｓｉ。Ｎ复合镀层中图分类号：ＴＧ１７４．４文献标识码；Ａ文章编号：１６７１－５４９７（２００７）０６ — １３１７ — ０６
第３７卷
利用金属电沉积方法将一种或数种不溶性的
固体颗粒均匀沉积到金属镀层中所形成的特殊镀层即为复合镀层。第二相颗粒的加入改善了镀层的性能，使之具有较好的耐磨性、抗高温氧化性和
溶解后用数倍去离子水稀释，再用烘干且精确称
维普资讯 http://www.cqvip.com
第３７Байду номын сангаас卷
第６期
吉林大学学报（Ｘ－学版）
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＥｄｉｔｉｏｎ）
ＬｉＸｕｅ — ｓｏｎｇ，，ＪｉａｎｇＺｈｏｎｇ — ｈａｏ，ＬｉａｎＪｉａｎ — ｓｈｅ，ＬｉＧｕａｎｇ — ｙｕ
（１．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００２２，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈａｎｇｃｈｕｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００１２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｉ — ｂａｓｅｄｎａｎｏ — ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｏａｔｉｎｇｓｗｉｔｈｎａｎｏ — Ｓｉ３Ｎ４ｐａｒｔｉｃｌｅｓｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｏｎｐｕｒｅｃｏｐｐｅｒｍａｔｒｉｘｂｙｕｓｉｎｇｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｐｌｕｓｍａｇｎｅｔｉｃｓｔｉｒｒｅｒｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｏｎｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｎａｎｏ — Ｓｉ３Ｎ４ｐａｒｔｉｃｌｅｓ，ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｏａｔｉｎｇｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｈａｓｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｏａｔｉｎｇｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙ
结构，通过磨损实验机检测了复合镀层的耐磨性能。结果表明，采用超声波分散技术可获得组织细密、高显微硬度的纳米复合镀层，其显微硬度最高可达９９６ＨＶ，耐磨性能较未经超声波
分散处理的镀层有显著提高。
２实验结果与讨论
２．１超声波分散对复合镀层组织形貌的影响
１实验方法
实验用基体试样（阴极）为４０ｍｍ￣３０ｍｍ×
图１为经超声波加慢速机械搅拌分散处理（电流密度为４Ａ／ｄｍ。）时得到的复合镀层的ＸＲＤ结果。可以看出，在超声波分散加慢速机械搅拌条件下，纳米复合镀层为多晶Ｎｉ中含有
摘要：采用超声波分散加机械搅拌技术在纯铜板上制备了含有纳米ｓｉ。Ｎ颗粒的镍基纳米复合镀层，研究了分散方式对复合镀层中纳米颗粒含量、复合镀层组织结构、显微硬度和磨损
性能的影响。利用扫描电镜（ＳＥＭ）和Ｘ－射线衍射仪（ＸＲＤ）分析了镀层表面的显微组织及相
ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｏａｔｉｎｇｓ
收稿日期：２００６ — ０７ — １８．
基金项目：国家自然科学基金资助项目（５０７７１０４９）； “ ９７３ ” 国家重点基础研究发展计划项目（２００４ＣＢ６１９３０１）；吉林大
比传统复合镀层的性能有很大改善。研究表明，
纳米颗粒的分散方式对纳米颗粒在镀层中的沉积量以及分布状态有很大影响］。本文利用电镀
方法制备了Ｎｉ－Ｓｉ。Ｎ复合镀层，使用超声波分散
辅加机械搅拌技术，通过调整工艺参数改善复合镀层的显微组织结构、硬度及耐磨性能。实验表明，采用超声波分散加慢速机械搅拌可以获得结晶致密、组织均匀、高显微硬度的复合镀层。
ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｍｏｄｅｏｎｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓＯｆＮｉ — Ｓｉ３Ｎ４ｎａｎｏ — ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｏａｔｉｎｇｓ
Ｖｏ１．３７Ｎｏ．６
ＮＯＶ．２００７
２００７年１１月
分散方式对Ｎｉ — Ｓｉ３Ｎ４纳米复合电镀层显微组织和性能的影响
李雪松，江中浩，连建设，李光玉
（１．吉林大学汽车材料教育部重点实验室，长春１３００２２；２．长春工业大学材料科学与工程学院，长春１３００１２）
电接触等性能［１］。通常复合镀添加的颗粒粒径
为几微米至十几微米，在镀层中引入尺寸为几十
纳米或更细纳米颗粒的研究尚不多见［４］。与微米
颗粒相比，纳米颗粒具有许多独特的性质。若能将纳米颗粒可控地均匀沉积到镀层中，其性能将