本文關(guān)鍵詞：電沉積制備納米晶鎳基合金材料及性能研究

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【摘要】：本文采用電沉積技術(shù),在以Ni SO4為主鹽的電鍍液體系中,在低碳鋼表面制備鎳基合金材料,通過改變電沉積工藝參數(shù)分別制備了兩種合金材料Ni-Fe合金和Ni-Cr合金。并對制備的合金材料各項性能進行測試分析。通過對電沉積納米晶Ni-Fe合金和Ni-Cr合金進行XRD、表面形貌(SEM)、能譜(EDS)、顯微硬度、摩擦磨損、耐腐蝕性能等方面的測試分析。結(jié)果表明:電沉積納米晶Ni-Fe合金的最佳工藝參數(shù)為:電流密度7A/dm2、溫度60℃;電沉積Ni-Cr合金的最佳工藝參數(shù)為:電流密度20A/dm2、溫度30℃、pH值2.5。納米晶Ni-Fe合金材料的最大顯微硬度達到600HV,在3N的載荷下測試的最小微摩擦系數(shù)為0.65。最佳工藝參數(shù)下制備的試樣,在3.5%NaCl溶液中具有較好的耐腐蝕性能,自腐蝕電位為-0.78V。電沉積Ni-Cr合金材料的表面SEM形貌顯示其表面具有大量的微裂紋,合金鍍層的最大顯微硬度達到688HV,在1N的載荷下測試的最小微摩擦系數(shù)為0.37。由于合金鍍層表面存在大量微裂紋,所以合金材料在3.5%NaCl溶液中的耐腐蝕性能較差,自腐蝕電位為-1.0V。通過TEM測試分析納米晶鎳鐵合金材料隨著熱處理溫度的升高,晶粒尺寸呈長大的趨勢,在300℃時晶粒尺寸出現(xiàn)一個突變長大,平均晶粒尺寸在200nm以上。對熱處理后的納米鎳鐵合金材料進行單向拉伸實驗,結(jié)果表明,在熱處理溫度低于250℃條件下,合金材料的拉伸強度基本變化不大,最高抗拉強度在1700MPa以上,在熱處理溫度達到300℃后,拉伸強度急劇降低,抗拉強度為1050MPa,這主要是高溫下合金材料的晶粒急劇長大引起的。
【關(guān)鍵詞】：電沉積 納米晶 Ni-Fe合金 Ni-Cr合金
【學(xué)位授予單位】：長春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ153
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-20
• 1.1 納米技術(shù)及納米材料8
• 1.2 電沉積技術(shù)8-9
• 1.2.1 電沉積技術(shù)的發(fā)展史8-9
• 1.2.2 電沉積的方法及優(yōu)缺點9
• 1.3 電沉積制備納米材料9-14
• 1.3.1 純金屬電沉積鍍層10-11
• 1.3.2 合金電沉積鍍層11-14
• 1.4 電沉積鎳鍍層14
• 1.5 電沉積鎳基合金14-17
• 1.5.1 電沉積鎳鐵合金14-15
• 1.5.2 電沉積鎳鉻合金15-17
• 1.6 納米壓痕技術(shù)17-19
• 1.6.1 納米壓痕技術(shù)簡介17-18
• 1.6.2 納米壓痕技術(shù)典型研究方法及理論18
• 1.6.3 納米硬度和傳統(tǒng)納米的不同18
• 1.6.4 納米壓痕技術(shù)的使用與前景18-19
• 1.7 本文主要工作19
• 1.8 前景展望19-20
• 第二章 實驗過程20-26
• 2.1 實驗材料20
• 2.2 試樣的制備20-23
• 2.2.1 實驗裝置20
• 2.2.2 鍍液配方20-21
• 2.2.3 電鍍原理21-22
• 2.2.4 電鍍過程22-23
• 2.3 性能檢測23-25
• 2.3.1 X-射線分析23
• 2.3.2 掃描電子顯微鏡、能譜測試23
• 2.3.3 顯微硬度測試（HV）23
• 2.3.4 微摩擦性能、結(jié)合力、三維形貌、壓痕的測定23
• 2.3.5 透射樣品制備及TEM測試23-24
• 2.3.6 鍍層拉伸性能的測試24-25
• 2.3.7 合金耐蝕性能測定25
• 2.4 小結(jié)25-26
• 第三章 納米晶鎳鐵合金鍍層制備及性能分析26-36
• 3.1 納米晶鎳鐵鍍層X-射線分析（XRD）26
• 3.2 納米晶鎳鍍層表面形貌分析（SEM）26-28
• 3.2.1 不同電流密度下的納米晶鎳-鐵合金形貌分析（SEM）26-27
• 3.2.2 不同溫度下的納米晶鎳-鐵合金形貌分析（SEM）27-28
• 3.3 納米晶鎳鐵鍍層硬度的測定28-30
• 3.3.1 不同電流密度下納米晶鎳鐵鍍層硬度的測定28-29
• 3.3.2 不同溫度下納米晶鎳鐵鍍層硬度的測定29-30
• 3.4 納米晶鎳鐵鍍層摩擦性能30-33
• 3.4.1 不同電流密度下納米晶鎳鐵鍍層摩擦性能30-32
• 3.4.2 不同溫度下納米晶鎳鐵鍍層摩擦性能32-33
• 3.5 納米晶鎳鐵鍍層耐腐蝕性能的測定33-35
• 3.5.1 不同電流密度下的納米晶鐵鍍層耐腐蝕性能的測定33-34
• 3.5.2 不同溫度下的納米晶鐵鍍層耐腐蝕性能的測定34-35
• 3.6 本章小結(jié)35-36
• 第四章 納米晶鎳-鉻合金鍍層制備及性能分析36-53
• 4.1 鎳-鉻鍍層X-射線分析（XRD）36-37
• 4.1.1 不同電流密度下鎳-鉻鍍層X-射線分析（XRD）36
• 4.1.2 不同溫度下鎳-鉻鍍層X-射線分析（XRD）36-37
• 4.1.3 不同pH值下鎳-鉻鍍層X-射線分析（XRD）37
• 4.2 鎳-鉻鍍層能譜分析（EDS）37-40
• 4.2.1 不同電流密度下鎳-鉻鍍層能譜分析（EDS）37-38
• 4.2.2 不同溫度下鎳-鉻鍍層能譜分析（EDS）38-39
• 4.2.3 不同pH值下鎳-鉻鍍層能譜分析（EDS）39-40
• 4.3 鎳-鉻鍍層表面形貌分析（SEM）40-43
• 4.3.1 不同電流密度下鎳-鉻鍍層表面形貌分析（SEM）40-41
• 4.3.2 不同溫度下鎳-鉻鍍層表面形貌分析（SEM）41-42
• 4.3.3 不同pH下值鎳-鉻鍍層表面形貌分析（SEM）42-43
• 4.4 鎳-鉻鍍層硬度的測定43-44
• 4.4.1 不同電流密度下鎳-鉻鍍層顯微硬度的測定43
• 4.4.2 不同溫度度下鎳-鉻鍍層硬度的測定43-44
• 4.4.3 不同pH值下鎳-鉻鍍層硬度的測定44
• 4.5 鎳-鉻鍍層摩擦性能44-46
• 4.5.1 不同電流密度下的鎳-鉻鍍層摩擦性能44-45
• 4.5.2 不同溫度下的鎳-鉻鍍層摩擦性能45
• 4.5.3 不同pH值下的鎳-鉻鍍層摩擦性能45-46
• 4.6 鎳-鉻鍍層的結(jié)合力測試46-48
• 4.6.1 不同電流密度下鎳-鉻鍍層的結(jié)合力測試46
• 4.6.2 不同溫度下鎳-鉻鍍層的結(jié)合力測試46-47
• 4.6.3 不同pH值下鎳-鉻鍍層的結(jié)合力測試47-48
• 4.7 鎳-鉻鍍層的三維形貌48-50
• 4.7.1 不同電流密度鎳-鉻鍍層的三維形貌48
• 4.7.2 不同溫度鎳-鉻鍍層的三維形貌48-49
• 4.7.3 不同pH值條件下鎳-鉻鍍層的三維形貌49-50
• 4.8 鎳-鉻鍍層耐腐蝕性能的測定50-52
• 4.8.1 不同電流密度下鎳-鉻鍍層耐腐蝕性能的測定50
• 4.8.2 不同溫度下鎳-鉻鍍層耐腐蝕性能的測定50-51
• 4.8.3 不同pH下鎳-鉻鍍層耐腐蝕性能的測定51-52
• 4.9 小結(jié)52-53
• 第五章 電沉積納米鎳及鎳鐵鍍層的力學(xué)性能分析53-62
• 5.1 納米壓痕實驗53-56
• 5.1.1 載荷-位移變化曲線分析53-55
• 5.1.2 納米壓痕硬度與顯微硬度對比55-56
• 5.2 拉伸實驗56-61
• 5.2.1 不同熱處理溫度鎳鐵合金的TEM圖像分析56-59
• 5.2.2 拉伸性能59-61
• 5.3 結(jié)論61-62
• 第六章 結(jié)論62-63
• 致謝63-64
• 參考文獻64-69
• 作者簡介69
• 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果69

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