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材料学专业优秀论文 Ni-P-SiC-PTFE化学复合镀的工艺研究 关键词：Ni-P-SiC-PTFE 化学复合镀 表面活性剂 显微硬度 摘要：化学复合镀作为一种优良的表面处理技术，由于其均镀能力高，镀层致密、孔隙率低，具有优良的耐磨耐蚀性、钎焊性等性能，在电子、石油、化工、航空航天、核能、汽车、印刷、纺织、机械等工业中获得了广泛的应用。通过改变基质金属和分散微粒，可获得具有高硬度、高耐磨性、自润滑性、耐热性和特殊装饰性等性能的复合化学镀层。 本文系统研究了各工艺参数对化学复合镀Ni-P-SiC-PTFE镀层质量的影响规律，研究了多种表面活性剂对微粒润湿、分散效果的影响；采用正交实验方法研究了促进剂、缓冲剂、络合剂、表面活性剂等工艺参数对镀速、镀层硬度等性能的影响规律，并对各工艺参数进行了优化分析，得到了镀速高、镀液稳定性好、操作范围宽的优化工艺方案，获得了厚度均匀、组织致密的Ni-P-Sic-PTFE镀层，研究了镀后热处理工艺对硬度的影响规律。利用扫描电子显微镜（SEM）观察复合镀层的表面形貌，用X射线能谱仪（EDS）分析复合镀层成分，并对镀层的孔隙率、耐蚀性及摩擦磨损性能进行了测试，筛选出最佳的工艺条件。 实验结果表明：采用乳酸-柠檬酸钠复合络合剂镀液体系，镀液稳定性好；采用阳离子表面活性剂+非离子表面活性剂的复合型表面活性剂比单一的表面活性剂对微粒的润湿和分散效果好。表面活性剂种类对镀速和显微硬度的影响最大，丁二酸浓度次之；综合考虑镀液的寿命和镀速，表面活性剂为氟碳型阳离子表面活性剂+氟碳型非离子表面活性剂+十六烷基三甲基溴化胺，丁二酸浓度为15 g/L，乳酸浓度为20 mL/L，氨基乙酸浓度为5g/L较好。 根据优化方案获得的Ni-P-SiC-PTFE复合镀层经400℃热处理1小时，硬度可达HV612。在经过热处理1小时后，Ni-P-SiC-PTFE硬度较Ni-P-PTFE高，而且摩擦磨损性能优于后者，热处理温度300℃于400℃。热处理温度对这两种复合镀层的摩擦系数影响不大，摩擦系数均达到0．015。 镀层的孔隙率随着镀层厚度的增加而减少，耐蚀性镀层厚度以高于20μm为宜。 经过300℃热处理1小时后的Ni-P-SiC-PTFE复合镀层的耐腐蚀性较Ni-P-PTFE镀层差，两种镀层均是在碱性溶液中耐腐蚀性能最好，酸性溶液中较差。 正文内容 化学复合镀作为一种优良的表面处理技术，由于其均镀能力高，镀层致密、孔隙率低，具有优良的耐磨耐蚀性、钎焊性等性能，在电子、石油、化工、航空航天、核能、汽车、印刷、纺织、机械等工业中获得了广泛的应用。通过改变基质金属和分散微粒，可获得具有高硬度、高耐磨性、自润滑性、耐热性和特殊装饰性等性能的复合化学镀层。 本文系统研究了各工艺参数对化学复合镀Ni-P-SiC-PTFE镀层质量的影响规律，研究了多种表面活性剂对微粒润湿、分散效果的影响；采用正交实验方法研究了促进剂、缓冲剂、络合剂、表面活性剂等工艺参数对镀速、镀层硬度等性能的影响规律，并对各工艺参数进行了优化分析，得到了镀速高、镀液稳定性好、操作范围宽的优化工艺方案，获得了厚度均匀、组织致密的Ni-P-Sic-PTFE镀层，研究了镀后热处理工艺对硬度的影响规律。利用扫描电子显微镜（SEM）观察复合镀层的表面形貌，用X射线能谱仪（EDS）分析复合镀层成分，并对镀层的孔隙率、耐蚀性及摩擦磨损性能进行了测试，筛选出最佳的工艺条件。 实验结果表明：采用乳酸-柠檬酸钠复合络合剂镀液体系，镀液稳定性好；采用阳离子表面活性剂+非离子表面活性剂的复合型表面活性剂比单一的表面活性剂对微粒的润湿和分散效果好。表面活性剂种类对镀速和显微硬度的影响最大，丁二酸浓度次之；综合考虑镀液的寿命和镀速，表面活性剂为氟碳型阳离子表面活性剂+氟碳型非离子表面活性剂+十六烷基三甲基溴化胺，丁二酸浓度为15 g/L，乳酸浓度为20 mL/L，氨基乙酸浓度为5g/L较好。 根据优化方案获得的Ni-P-SiC-PTFE复合镀层经400℃热处理1小时，硬度可达HV612。在经过热处理1小时后，Ni-P-SiC-PTFE硬度较Ni-P-PTFE高，而且摩擦磨损性能优于后者，热处理温度300℃于400℃。热处理温度对这两种复合镀层的摩擦系数影响不大，摩擦系数均达到0．015。 镀层的孔隙率随着镀层厚度的增加而减少，耐蚀性镀层厚度以高于20μm为宜。 经过300℃热处理1小时后的Ni-P-SiC-PTFE复合镀层的耐腐蚀性较Ni-P-PTFE镀层差，两种镀层均是在碱性溶液中耐腐蚀性能最好，酸性溶液中较差。 化学复合镀作为一种优良的表面处理技术，由于其均镀能力高，镀层致密、孔隙率低，具有优良的耐磨耐蚀性、钎焊性等性能，在电子、石油、化工、航