Zr-8Al合金化学复合镀Ni-P-ZrO2研究

摘要

采用表面化学复合镀的方法在Zr-8Al合金基材表面制备了厚度为15μm的Ni-P-ZrO2复合镀层，并利用X射线衍射仪、扫描电镜、原子力显微镜和光学显微镜等设备分析测试了镀层性能。本论文主要研究了针对Zr-8Al合金基材适用的磷化工艺，并重点讨论了ZrO2粒子加入量以及表面活性剂种类和加入量等因素对镀层性能的影响。结论如下:
　　(1) Zr-8Al合金磷化处理宜采用含Na2HPO4的配方，磷化温度55℃，磷化时间4min处理后的Zr-8Al合金基体表面进行化学复合镀其镀层沉积效率较高，表面质量也较好。具体配方为: H3PO415ml/L，ZnSO43g/L，NaF1.5g/L，硫脲0.15g/L，Na2HPO410g/L。
　　(2)随着ZrO2粒子加入量增加，复合镀层的沉积速率先增加后减小，在ZrO2粒子加入量为4g/L时达到最高，为10.34×10-2mg/mm2·h。
　　(3)随着ZrO2粒子加入量的增加，复合镀层的硬度提高，耐蚀性下降，耐磨损性能先升高后降低，ZrO2粒子加入量为4g/L时耐磨性能最好。所以为了兼顾复合镀层的耐腐蚀性能与耐磨损性能，ZrO2粒子加入量在3～4g/L之间最好。
　　(4)随着OP-10加入量的增加，复合镀层的沉积速率降低、耐磨性提高，为同时保证沉积速率和耐磨性可选用适中范围20～25ml/L。
　　(5)阴离子表面活性剂LAS与非离子型表面活性剂OP-10共同加入时可以获得表面平整、胞状体尺寸均匀的镀层;但加入LAS制备的镀层耐蚀性下降，所以LAS加入量不能过多，应控制在100mg/L之内。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 锆铝合金概述

1．2 锆系合金的表面处理

1．2．1 激光合金化

1．2．2 离子注入

1．2．3 微弧氧化

1．3 Ni-P化学复合镀概述

1．3．1 化学复合镀的特点

1．3．2 化学复合镀共沉积原理

1．3．3 复合镀层的性能及分类

1．4 化学复合镀工艺研究现状

1．4．1 化学复合镀镀前预处理工艺

1．4．2 化学复合镀施镀工艺

1．5 本研究的意义

第2章 实验材料与研究方法

2．1 实验过程

2．2 锆铝合金基材的制备

2．3 镀前预处理

2．3．1 预处理步骤

2．3．2 磷化处理实验设计

2．4 Ni-P-ZrO2化学复合镀

2．4．1 Ni-P化学复合镀液

2．4．2 Ni-P化学复合镀施镀过程

2．4．3 Ni-P-ZrO2化学复合镀实验设计

2．5 镀层性能检测及设备

2．5．1 实验设备

2．5．2 复合镀质量控制与镀层性能检测

第3章 Zr-8Al合金镀前磷化处理工艺研究

3．1 磷化液配方研究

3．1．1 Na2HPO4加入量对Ni-P-ZrO2化学复合镀的影响

3．1．2 NaH2PO4加入量对Ni-P-ZrO2化学复合镀的影响

3．2 磷化温度对Ni-P-ZrO2化学复合镀的影响

3．2．1 Na2HPO4配方中磷化温度的影响

3．2．2 NaH2PO4配方中磷化温度的影响

3．3 磷化时间对磷化质量和Ni-P-ZrO2化学复合镀的影响

3．3．1 Na2HPO4配方中磷化时间的影响

3．3．2 NaH2PO4配方中磷化时间的影响

3．4 本章小结

第4章 Ni-P-ZrO2化学复合镀层性能及成分分析

4．1 ZrO2粉末分析

4．2 Ni-P-ZrO2镀层成分分析

4．3 ZrO2添加量对复合镀层沉积效率的影响

4．4 ZrO2添加量对复合镀层性能的影响

4．4．1 ZrO2添加量对镀层硬度及耐磨性影响

4．4．2 ZrO2添加量对镀层表面形貌影响

4．4．3 ZrO2添加量对镀层耐蚀性能影响

4．5 本章小结

第5章 表面活性剂对复合镀层性能的影响

5．1 表面活性剂含量对镀层沉积速率的影响

5．1．1 OP-10加入量对复合镀层沉积效率的影响

5．1．2 LAS的加入对复合镀层沉积效率的影响

5．2 表面活性剂含量对镀层耐磨性影响

5．3 表面活性剂含量对镀层表面形貌的影响

5．3．1 OP-10加入量对复合镀层表面形貌的影响

5．3．2 LAS的加入对复合镀层表面形貌的影响

5．4 表面活性剂含量对镀层耐蚀性能影响

5．5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文

致谢

个人简历