纳米稀土颗粒CeO_2掺杂对Ni-P脉冲镀层微观结构与沉积机理的影响

摘要

利用双脉冲电流特性与超声场高频振荡效应电沉积法制备Ni-P/n-CeO2纳米复合镀层。借助环境扫描电镜（E-SEM/EDXA）、透射电子显微镜（TEM）及X射线衍射仪（XRD）,对镀层微观形貌、化学成分及晶体结构进行分析。结果表明：掺杂15g/L纳米CeO2（RE）颗粒,稀土Ce含量与沉积速度分别可达2.3%和68μm/h,晶粒致密,呈现非晶态;在600°C下时效处理2h,复合镀层的显微硬度高达HV780。讨论了纳米稀土颗粒吸附特性与脉冲过电势对电沉积机理的影响。Ce4＋或n-CeO2吸附在阴极活性表面形成大量具有催化作用的晶核,沉积并钉扎在开裂的纹裂源边缘。在高温时效时,纳米颗粒与部分Ni晶粒充分弥散互溶,占据空间,阻碍晶粒粗化及裂纹扩展,从而有效提高复合镀层的裂纹扩展抗力与显微硬度。