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研究进展:铝表面Ni–P/Ni–Mo–P组合化学镀层的制备及其优异的力学性能和耐腐蚀性能
【引言】
一般来说,化学镀三元镀层表现出比二元镀层更好的耐磨、耐蚀性能。然而,三元镀层存在内应力大,易造成结合力不佳,且沉积速率慢等问题。因此,由两种不同镀层以一定厚度组合在一起形成的双镀层或多层镀层逐渐受到关注。另外,在铝表面化学镀镍技术中,基体的前处理工艺也对镀层的影响很大,即,基体的表面状态对镀层的综合性能影响很大。所以,双镀层的底层镀层状态是否会影响外层镀层的综合性能?是否存在一个最佳的组合条件?
【成果简介】
近日,武汉大学物理科学与技术学院潘春旭(通讯作者)课题组的博士生宋贡生等人与沈阳工业大学理学院孙硕副教授(通讯作者)合作,采用一步预化学镀镍前处理,以Ni-P作为过渡层(底层),再化学镀Ni-Mo-P作为外层,制得了Ni–P/Ni–Mo–P组合镀层。并优化了两种不同厚度镀层的组合条件,以总厚度为20μm,得到最优的组合条件为13μm的底层Ni-P + 7μm的外层Ni-Mo-P。该组合镀层解决了三元镀层结合力差,沉积速率慢等缺点,同时增强了铝基的耐蚀性和机械性能。
该项成果已经在线发表在《Acta MetallurgicaSinica (English Letters)》(2017, DOI 10.1007/s40195-017-0603-6),题目为“Synthesisand Characterization of Electroless Ni-P/Ni-Mo-P Duplex Coating with DifferentThickness Combination”。
【图文导读】
图1. (a)化学镀Ni-P镀层和(b)化学镀Ni-P/Ni-Mo-P组合镀层的SEM表征;(c) 所制样品的截面示意图
图2. 不同镀层的能谱分析.(a)化学镀Ni-P (b)化学镀Ni-P/Ni-Mo-P
图3. 不同厚度组合的Ni-P/Ni-Mo-P镀层的SEM表征. Ni-Mo-P镀层厚度为(a) 4μm; (b)7μm; (c) 10μm; (d) 13μm; (e) 17μm; (f)组合镀层的截面形貌
图4. 不同厚度组合的Ni-P/Ni-Mo-P镀层的性能测试. (a)孔隙率测试; (b)动电位极化曲线测试
图5. 不同样品的(a)载荷-位移曲线和(b)机械性能比较
【小结】
该制备工艺具有成本低,操作简单,对环境污染小,过程可控及重现性好等优点。该研究得到的最佳镀层组合为13μm的Ni-P镀层(底层)和7μm的Ni-Mo-P镀层(外层),此时的双镀层具有结合力好,孔隙率低,机械性能高,耐蚀性强等优点。该研究有望进一步扩大铝基和化学镀技术在机械制造和耐腐蚀环境中的应用范围。
文章链接:https://link.springer.com/article/10.1007/s40195-017-0603-6
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