电沉积Ni-W合金镀层的制备、结构及其性能研究

题名:电沉积Ni-W合金镀层的制备、结构及其性能研究
作者:张雪辉
学位授予单位:江西理工大学
关键词:电沉积;; Ni-W合金;;正交实验设计;;热处理;;稀土
摘要:

 Ni-W合金以其独具特色的摩擦、自润滑、光学、磁学、电学、高硬度、优良的耐磨性、耐腐蚀性和低应力等方面的性能,备受人们的青睐。Ni-W合金作为镀层时结构致密、耐高温氧化性强,有时甚至可与石墨、陶瓷相媲美。本文Neodymium magnets利用赣南地区得天独厚的钨资源和稀土资源优势,通过电沉积的方法研究和制备出一性能优异的可以用来取代硬铬镀层的Ni-W合金,同时减少对环境的污染。得出的主要结论如下:

 通过正交实验设计的方法对电沉积Ni-W合金的制备工艺进行了优化,利用磁性厚度仪、显微硬度计和能谱仪等方法对合金镀层的厚度、硬度和W含量进行了测定,采用极差分析方法对正交实验结果进行极差分析,得出了各因素对合金镀层性能影响的大小顺序。结果表明:电流密度、Na_2SO_4浓度、NH_4Cl浓度和NaI浓度等工艺参数对电沉积制备Ni-W合金镀层的过程和合金镀层的性能都有重要的影响,其中由于NaI极化作用大,电负性小,对电沉积过程影响最大,对合金镀层性能影响也最大。当Dk为14 A/dm~2、Na_2SO_4浓度为40 g/L、NH_4Cl浓度为25 g/L和NaI浓度为4g/L时,电沉积得到的Ni-W合金镀层综合性能最优,其厚度高达46.35μm,显微硬度可以达到619.61 HV,W含量高达37.42 %。

 将Ni-W合金镀层在不同热处理工艺下进行热处理,通过显微硬度计、XRD、电化学工作站和光学显微镜等研究不同热处理工艺后镀层组织结构和性能的变化。结果表明:经过500℃+2 h热处理后的镀层综合性能最好,其显微硬度提高最大,由处理前的619.61 HV升高到处理后的1010.44 HV,并且在3.5 %NaCl溶液中耐腐蚀性能好。

 本文全面系统研究了稀土氧化物Er_2O_3、Nd_2O_3、Eu_2O_3和Dy_2O_3的添加对合金镀层结构和性能的影响,研究了合金镀层的W含量、显微硬度、厚度、耐蚀性及表面形貌等随着稀土氧化物RE_2O_3添加量的变http://www.chinamagnets.biz/Neodymium/Ball-Neodymium-Magnets.php化而改变的规律趋势,并分析了其作用的机理。结果表明:稀土氧化物的加入可以使合金镀层的腐蚀电位正移,显著提高镀层的显微硬度和耐蚀性能,其中以稀土氧化物Er_2O_3对合金镀层的结构和性能改善效果最佳。
学位年度:2010