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纳米复合化学沉积是一种新兴的复合表面技术,通过将纳米粒子引入镀液中形成的纳米复合镀层,显示出优越的力学性能、耐腐蚀性能等,正逐渐成为研究的热点。
本文介绍了纳米复合镀层的制备技术和研究现状,以纳米碳化硅和纳米铜颗粒为第二相粒子,采用化学沉积法在Q235钢表面沉积了n-Cu/Ni-P与n-SiC/Ni-P复合镀层,并探讨了n-SiC/Ni-P和n-Cu/Ni-P纳米复合镀层的配方和工艺条件,考察了纳米微粒的添加量、温度、施镀时间、PH值等因素对镀层厚度和镀层成分的影响。在此基础上,探讨了纳米颗粒与金属共沉积的机理。并研究纳米复合镀层的微观形貌、力学性能、及耐蚀性等。
在Q235钢表面化学沉积n-Cu/Ni-P与n-SiC/Ni-P复合镀层时采用的工艺为:纳米颗粒用十二烷基硫酸钠(C12H25S04Na)对其进行表面活化处理,用量为0.2g/L,并进行了30分钟的超声分散处理,基体常规处理后,进行电镀镍0.5h的处理,再进行化学复合镀。结果表明:镀层厚度和镀层中n-SiC含量随pH值增长而变大,到pH=4.5时达到最大；还施镀时间增长而变大,施镀时间4h后变化不大；同时还随施镀温度增长而变大,温度为85℃时最大；此外镀层中n-SiC的含量随镀液中纳米材料加入量增加而变大,加入量为3g/L时镀层中纳米SiC含量最大。
通过对镀层的微观形貌及力学性能进行了对比分析,发现n-Cu/Ni-P复合镀层和n-SiC/Ni-P复合镀层比Ni-P镀层组织更细小,镀层更致密平整。各镀层与基体均结合良好,经热震法试验后,镀层都不起皮脱落。
n-SiC/Ni-P复合镀层的显微硬度较Q235钢基体和Q235钢表面化学沉积Ni-P镀层均有较大提高,镀层的显微硬度随化学沉积镀液中纳米碳化硅颗粒含量增加而先增大后减小,在镀液中添加3g/Ln-SiC粒子复合镀层的显微硬度最高。n-Cu/Ni-P复合镀层的显微硬度较Ni-P镀层显微硬度有所降低。镀液中n-Cu含量为3g/l时,n-Cu/Ni-P复合镀层的显微硬度最低。
n-Cu/Ni_P和n-SiC/Ni-P复合镀层的孔隙率较Ni-P镀层孔隙率有所降低,而添加n-Cu的复合镀层的孔隙率比添加n-SiC/Ni-P复合镀层的孔隙率要低。中性盐雾腐蚀实验和阳极极化曲线实验表明n-SiC/Ni-P复合镀层和n-Cu/Ni-P复合镀层较Ni-P镀层更耐蚀。