金屬零部件服役過(guò)程中不可避免地發(fā)生磨損與腐蝕,導(dǎo)致國(guó)民經(jīng)濟(jì)的巨大損失,在金屬零部件表面沉積耐磨與防腐涂層可有效提高其性能和延長(zhǎng)其使用壽命。鎳基復(fù)合涂層制備過(guò)程環(huán)保,性能優(yōu)異且具有取代六價(jià)鉻的潛力,其研究和應(yīng)用受到廣泛的關(guān)注。在本研究中,我們引入處于前沿研究且性能優(yōu)異的二維納米材料,通過(guò)脈沖電沉積技術(shù)在金屬表面沉積二維納米材料/鎳基復(fù)合涂層。系統(tǒng)研究了不同/多種二維納米材料的引入對(duì)鎳基復(fù)合涂層的微觀形貌、組織結(jié)構(gòu)、摩擦磨損和耐腐蝕性能的影響及其影響機(jī)理。論文的主要研究?jī)?nèi)容如下:1.向以鈷鎳磷（Co-Ni-P）為主鹽的電鍍液中加入氧化石墨烯（GO）,通過(guò)單脈沖電沉積技術(shù)成功制備了非晶結(jié)構(gòu)的Co-Ni-P/GO復(fù)合涂層。系統(tǒng)研究GO的加入對(duì)Co-Ni-P/GO復(fù)合涂層的微觀形貌、組織結(jié)構(gòu)和性能的影響。研究結(jié)果表明,GO的加入使得形貌由平整變得粗糙,GO作為增強(qiáng)相均勻分布在復(fù)合涂層中,顯著提高了復(fù)合鍍層的硬度、抗磨減摩和耐腐蝕性能。2.通過(guò)添加表面活性劑并施加超聲攪拌,將二硫化鎢（WS2）穩(wěn)定的分散在以鈷鎳（Co-Ni）為主鹽的鍍液中,采用單脈沖電沉積技術(shù)獲得Co-Ni/WS2復(fù)合鍍層。系統(tǒng)研... 

【文章來(lái)源】：廣東工業(yè)大學(xué)廣東省

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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單脈沖電沉積矩形波形圖

第一章緒論5脈沖電沉積與直流電沉積相比，更容易得到納米晶鍍層。脈沖電沉積可通過(guò)控制波形、頻率、通斷比及平均電流密度等參數(shù)，從而可以獲得具有特殊性能的納米鍍層。圖1-1和圖1-2為單脈沖和雙脈沖電沉積的矩形波形圖：圖1-1單脈沖電沉積矩形波形圖Fig1-1rectangularwaveformsofmonopulseelectrodeposition圖1-2雙脈沖電沉積矩形波形圖Fig1-2rectangularwaveformofdoublepulseelectrodeposition單脈沖電沉積指脈沖波形為單一正向的電鍍，包括正弦波、方波和多波組合型電鍍。這幾種波形中，由于方波易于控制、成本低的特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中比較廣泛。雙脈沖電沉積是在單脈沖電沉積的基礎(chǔ)上，引入一個(gè)反向的電流波形組成的，又稱為周期換向脈沖電沉積，其中，雙脈沖電沉積有兩種常用的電流，一種是正反向電流單峰交替，另一種是正反向電流多峰交替。脈沖復(fù)合電沉積的總沉積時(shí)間T是由導(dǎo)通時(shí)間Ton和關(guān)斷時(shí)間Toff組成，各參數(shù)之間存在一定的關(guān)系，脈沖周期T=Ton+Toff，脈沖頻率f=1/T，平均電流密度Im=（Ip*Ton）/T，峰值電流密度為Ip=Im/V，V=（Ton+Toff）/100%，式中：

第一章緒論7層并研究了其硬度與耐磨性和耐磨機(jī)理的關(guān)系，研究發(fā)現(xiàn)，隨著鍍層硬度的升高，鍍層的耐磨性能得到了改善，這是因?yàn)殄儗佑捕壬�，相�?yīng)的塑性變形能力也增大，導(dǎo)致了耐磨性能的提升[26]。謝宇玲等人研究了不同鈷含量的情況下對(duì)納米晶鎳鈷鍍層的耐磨性能和耐腐蝕性能的變化，研究發(fā)現(xiàn)，隨著鍍層中鈷含量的升高，復(fù)合鍍層的耐磨性能和耐腐蝕性能均先增加而后降低[27]。因此，在這些研究者的基礎(chǔ)上，具備更加優(yōu)異性能的金屬鍍層被研究者們發(fā)現(xiàn)，納米顆粒增強(qiáng)型金屬?gòu)?fù)合鍍層出現(xiàn)在研究者們眼前，將納米顆粒的優(yōu)異性能引入到金屬鍍層中，能夠進(jìn)一步提高金屬鍍層的各項(xiàng)性能，其中，二維材料作為納米顆粒型增強(qiáng)相，因?yàn)槠浜穸壬暇哂袦p小到極限的原子層厚度，在其他兩個(gè)維度卻具有較大的尺寸，這樣的特性受到了廣泛的關(guān)注。二維材料的研究歷史時(shí)間較短，最早最典型的通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的二維材料是石墨烯，2004年，AndreGeim和.S.Novoselov用機(jī)械剝離的方式從石墨中剝離出了石墨烯，該成果發(fā)表在Science雜志上，該發(fā)明引起了全世界的轟動(dòng)，此后，科研界掀起了對(duì)石墨烯、類石墨烯等二維材料的研究熱潮。石墨烯是一種二維納米碳材料，作為最早通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得到的二維材料，由于其具有優(yōu)異的耐腐蝕性能、優(yōu)良的機(jī)械性能、高熱導(dǎo)率，并且形態(tài)多樣的特點(diǎn)，近年來(lái)在力學(xué)、摩擦學(xué)、電化學(xué)、光學(xué)等領(lǐng)域都得到了廣泛的研究，是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)材料之一。石墨烯中的碳原子通過(guò)sp2軌道雜交連接起來(lái)，組成六角型的一種呈蜂窩狀的碳納米材料。富勒烯、碳納米管、石墨的基本組成單元都是石墨烯，構(gòu)造示意圖如圖1-3所示：圖1-3石墨烯構(gòu)成零、一和三維碳材料的示意圖Fig1-3aschematicdiagramofgrapheneasazero-oneandthree-dimensionalcarbonmaterial


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