论文摘要
化学复合镀技术工艺简单、成本低、镀层均匀,比化学镀镍层的性能更优越,自问世起,就受到极大的重视,在表面技术领域得到了广泛的应用,在我国也得到了迅猛发展。近年来,随着纳米材料的发展,纳米化学复合镀技术成为化学复合镀技术研究的新热点。本文以铝材为基体制备Ni-P-纳米Si3N4化学复合镀层,对Ni-P-纳米Si3N4化学复合镀层的制备工艺和性能进行了实验研究。探索了温度、pH值、络合剂、主盐、还原剂、稳定剂等工艺参数对化学镀沉积速度的影响,通过正交实验优化了化学镀基础镀液的配方。在此基础上对影响纳米颗粒化学复合镀的工艺条件进行实验研究,确定了Ni-P-纳米Si3N4化学复合镀温度的工艺范围为75～80℃、表面活性剂的加入量为60mg/L、加速剂加入量1.4mg/L、纳米粉体加入量2.0g/L,并对纳米粒子化学复合镀的机理以及表面活性剂的分散机理进行了初步探讨,解决了纳米粉体在镀液中的分散性和稳定性问题。利用透射电镜对镀液中纳米颗粒的分散效果进行表征,利用扫描电镜和能谱仪对镀层的表面形貌和成分进行分析,并对镀层的各项性能进行了检测。结果表明:采用超声波加阴离子表面活性剂分散纳米粉体,可提高镀液中纳米颗粒的分散和稳定性;镀液中加入加速剂并在超声波水浴中施镀,可使反应温度降低到80℃以下,减小施镀过程中纳米颗粒的团聚,提高镀层质量;镀层的硬度随纳米Si3N4的加入量增加而提高,镀态下镀层结构为非晶态结构,温度升高到400℃,转变为晶态结构,热处理后镀层的硬度又有进一步提高;纳米颗粒在镀层中呈弥散分散,降低了镀层的孔隙率,提高了镀层的硬度,从而使复合镀层的耐蚀性比Ni-P合金镀层提高20%～50%,耐磨性提高将近5倍。