超声振荡频率对电沉积纳米晶Ni微织构生长和抗磨性的关联性研究

超声振荡频率对电沉积纳米晶Ni微织构生长和抗磨性的关联性研究

论文摘要

在阳极氧化纳米多孔Ti基体表面电沉积纳米晶Ni镀层,通过界面互扩散和晶体"钉扎"生长来达到冶金结合,旨在解决Ti基与其表面镀层界面结合力差的难题。采用超声辅助脉冲电沉积技术,通过调整超声振荡频率来影响纳米晶Ni生长织构,以揭示不同择优取向的生长织构与微结构和抗磨性的相关性。利用XRD、FE-SEM、TEM等手段来表征纳米晶Ni的生长织构及微结构;借助纳米压痕与摩擦磨损实验来研究其表面强韧性和抗磨性,分析超声作用对碎化晶粒和改善晶体生长织构方向的协同作用机制。此外,探讨超声振荡作用对电沉积过程中纳米晶Ni动态再结晶生长的影响机理,以及不同择优取向的Ni生长织构与其表面力学性能改善的关联性。结果表明:在纳米多孔Ti基体表面预生长Pd原子来诱发后续的电沉积纳米晶Ni进行异质形核生长,成功实现"钻孔钉扎"生长模式,提高了Ti/Ni间的界面结合力,部分界面达到冶金结合效果;纳米压痕测试结果表明,在Ti基体表面电沉积生长纳米晶Ni镀层,显著提高了其表面的强韧性,硬度与弹性模量可分别达15.6与197.2GPa;同时,大幅度提高了Ti基体表面抗摩性,摩擦系数比Ti基体降低约1/2,其表面磨损形貌由Ti基表面的切削磨损转变为在轻微磨粒磨损条件下的黏着磨损机制,可有效弥补Ti金属在工程上耐磨性差的缺点。

论文目录

  • 1 实验
  • 2 实验结果
  •   2.1 纳米多孔Ti基体表面预处理
  •   2.2 超声振荡频率对纳米晶Ni微结构的影响
  •     2.2.1 表面形貌
  •     2.2.2 生长织构取向
  •   2.3 纳米压痕测试
  •   2.4 摩擦性能测试
  •     2.4.1 摩擦曲线及磨损率
  •     2.4.2 磨痕形貌表征
  • 3 分析与讨论
  •   3.1 超声振荡作用对电沉积过程中纳米晶Ni动态再结晶生长的影响机制
  •   3.2 不同织构纳米晶Ni与其镀层强韧性的关联性
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 周小卫,刘珍光,王宇鑫,沈以赴

    关键词: 超声频率,纳米晶镀层,多孔,生长织构,抗磨性

    来源: 稀有金属材料与工程 2019年12期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

    专业: 无机化工,电力工业

    单位: 江苏科技大学,南京航空航天大学

    基金: 国家自然科学基金(51605203),江苏省自然科学基金(BK20150467)

    分类号: TQ153.12

    页码: 3978-3989

    总页数: 12

    文件大小: 1706K

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