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1 绪论1

1.1 概述1

1.2 国内外现状与发展趋势3

1.2.1 几类典型复合镀层3

1.3 电沉积多功能复合材料的应用17

2 电沉积RE-Ni-W-P-SiC-PTFE复合材料的热力学19

2.1 概述19

2.2.1 W-H20系E-pH图20

2.2 电沉积RE-Ni-W-P-SiC复合材料镀层的热力学分析20

2.2.2 Mo-H20系E-pH图21

2.2.3 P-H20系E-pH图22

2.2.4 Ni-P-H20系E-pH图25

2.2.5 Ni-C-H20系E-pH图27

3 复合电沉积机理的研究现状31

3.1 概述31

3.2 复合电沉积过程几种机理的提出31

3.2.2 力学机理32

3.2.3 电化学机理32

3.2.1 吸附理论32

3.3 描述复合电沉积过程的几个主要模型34

3.3.1 Guglielmi模型34

3.3.2 MTM模型38

3.3.3 Valdes模型40

3.3.4 运动轨迹模型41

3.4 并联吸附理论41

3.4.1 基本假设41

3.4.2 对基本假设的讨论42

4.2 试验材料45

4.3 工艺流程45

4 实验及研究方法45

4.1 镀液组成及工艺条件45

4.3.1 化学除油46

4.3.2 电解除油46

4.3.3 超声波除油47

4.4.5 抗高温氧化性测定48

4.4.4 显微厚度的测定48

4.4.3 显微硬度的测定48

4.4.2 复合镀层的组织及结构分析48

4.4.1 复合镀层的成分分析48

4.4 分析与测试方法48

4.3.5 复合电沉积48

4.3.4 除锈、活化48

4.4.6 耐磨性测定49

4.4.7 耐蚀性测定49

5 电沉积RE-Ni-W-P-SiC多功能复合材料的工艺51

5.1 钨酸钠浓度对复合材料镀层成分的影响51

5.2 柠檬酸浓度对复合材料镀层成分的影响51

5.3 硫酸镍浓度对镀层成分的影响52

5.4 镀液中SiC浓度对复合镀层成分的影响53

5.5 镀液中次亚磷酸钠浓度对复合镀层成分的影响54

5.6 氯化稀土浓度对复合镀层成分的影响55

5.7 氧化稀土浓度对复合镀层成分的影响56

5.8 硫酸盐稀土对镀层中SiC和稀土含量的影响56

6 电沉积RE-Ni-W-P-SiC复合材料镀层的阴极过程58

6.1 概述58

6.2 几种镀层的阴极过程59

6.3 稀土对Ni-W-P-SiC复合镀层阴极过程的影响60

6.4 小结62

7 电沉积RE-Ni-W-P-SiC多功能复合材料的耐蚀性63

7.1 概述63

7.1 RE-Ni-W-P-SiC多功能复合材料在HCl中的耐蚀性64

7.2 试样在H2SO4溶液中的耐蚀性65

7.3 试样在H3PO4溶液中的耐蚀性66

7.4 试样在FeCl3溶液中的耐蚀性67

7.5 RE-Ni-W-P-SiC和Ni-W-P/RE-Ni-W-P-SiC复合镀层在混合酸介质中的腐蚀率68

7.6 试样在几种不同腐蚀介质中腐蚀率比较69

7.7 复合材料镀层和316L不锈钢在85％磷酸、10％硫酸、20％盐酸和20％氯化铁溶液中的腐蚀机理探讨70

7.8 RE-Ni-W-P-SiC复合材料镀层腐蚀后的结构分析79

8 电沉积RE-Ni-W-P-SiC多功能复合材料的硬度与耐磨性80

8.1 热处理温度对RE-Ni-W-P-SiC多功能复合材料硬度及耐磨性的影响80

8.2 热处理时间对RE-Ni-W-P-SiC多功能复合材料硬度及耐磨性的影响82

8.3 SiC含量对RE-Ni-W-P-SiC多功能复合材料硬度及耐磨性的影响83

8.4 钨含量对RE-Ni-W-P-SiC多功能复合材料硬度及耐磨性的影响85

8.5 磷含量对RE-Ni-W-P-SiC多功能复合材料硬度及耐磨性的影响86

8.6 稀土含量对RE-Ni-W-P-SiC多功能复合材料硬度及耐磨性的影响87

8.7 几种复合镀层硬度和耐磨性对比88

8.8 结论89

9 电沉积RE-Ni-W-P-SiC多功能复合材料组织与结构90

9.1 镀液中各成分对RE-Ni-W-P-SiC多功能复合材料表面形貌和截面形貌的影响90

9.1.1 稀土(RE)加入量和热处理温度对RE-Ni-W-P-SiC多功能复合材料表面形貌的影响90

9.1.2 钨酸钠浓度对RE-Ni-W-P-SiC多功能复合材料表面形貌的影响91

9.1.3 柠檬酸浓度对RE-Ni-W-P-SiC多功能复合材料表面形貌的影响93

9.2 RE-Ni-W-P-SiC多功能复合材料中各元素的分布状况94

9.3 热处理温度对RE-Ni-W-P-SiC复合材料结构的影响95

9.4 钨酸钠和柠檬酸浓度对RE-Ni-W-P-SiC复合材料结构的影响97

9.5.1 RE-Ni-W-P-SiC复合材料镀层在镀态时的结构98

9.5 磷含量对RE-Ni-W-P-SiC复合材料镀层结构的影响98

9.5.2 热处理温度对不同磷含量RE-Ni-W-P-SiC复合材料结构的影响99

9.6 结论102

10 电沉积RE-Ni-W-P-SiC多功能复合材料的抗高温氧化性103

10.1 氧化膜的增长规律103

10.2 镀层的高温氧化性能104

10.3 温度对镀层组织结构的影响106

10.4 结论109

11.1.1 电流密度对镀层成分及沉积速率的影响110

11 电沉积RE-Ni-W-P-SiC-PTFE复合材料的工艺110

11.1 电沉积RE-Ni-W-P-SiC-PTFE复合镀层的条件试验110

11.1.2 镀液温度对镀层成分及沉积速率的影响111

11.1.3 pH值对镀层成分及沉积速率的影响112

11.1.4 镀液中PTFE的加入量对镀层成分的影响113

11.2 电沉积RE-Ni-W-P-SiC-PTFE镀层的耐磨耐蚀性能测试114

11.2.1 电流密度对镀层硬度、磨损率以及耐蚀性的影响114

11.2.2 镀液温度对镀层硬度、磨损率以及耐蚀性的影响115

11.2.3 pH值对镀层硬度、磨损率以及耐蚀性的影响116

11.2.4 PTFE加入量对镀层硬度、磨损率以及耐蚀性的影响117

11.3 结论118

12 电沉积RE-Ni-W-P-SiC-PTFE复合镀层的耐磨性120

12.1 RE-Ni-W-P-SiC-PTFE复合镀层的硬度120

12.1.1 热处理温度对RE-Ni-W-P-SiC-PTFE复合镀层硬度的影响120

12.1.2 不同热处理时间对RE-Hi-W-P-SiC-PTFE复合镀层硬度的影响121

12.2 RE-Ni-W-P-SiC-PTFE复合镀层的耐磨性122

12.2.1 不同热处理温度下RE-Ni-W-P-SiC-PTFE复合镀层的耐磨性122

12.2.2 不同热处理时间下RE-Ni-W-P-SiC-PTFE复合镀层的耐磨性122

12.2.3 不同磨损时间对磨损性的影响123

12.2.4 两种镀层磨损性能比较124

12.3 结论124

13 电沉积RE-Ni-W-P-SiC-PTFE复合材料的抗氧化性126

13.1 概述126

13.2 氧化温度对镀层增重的影响126

13.3 氧化时间对镀层增重的影响127

13.4 结论129

14.2.1 不同HCl浓度下复合镀层的耐蚀性130

14.2 不同介质下复合镀层的耐蚀性130

14.1 概述130

14 电沉积RE-Ni-W-P-SiC-PTFE复合材料的耐蚀性130

14.2.2 不同H2SO4浓度下复合镀层的耐蚀性133

14.2.3 不同H3PO4浓度下复合镀层的耐蚀性135

14.2.4 不同FeCl3浓度下复合镀层的耐蚀性138

14.3 两类镀层的耐蚀性比较140

14.3.1 不同介质中镀层腐蚀率的比较140

14.3.2 不同腐蚀介质中镀层的阳极极化曲线比较142

14.4 结论142

15.2 RE-Ni-W-P-SiC-PTFE镀层的表面及截面形貌144

15 电沉积RE-Ni-W-P-SiC-PTFE复合材料镀层的成分、组织及结构分析144

15.1 RE-Ni-W-P-SiC-PTFE镀层的化学成分144

15.3 镀层的相结构分析147

15.4 结论150

16 电沉积多功能复合材料的半工业试验151

16.1 项目基本情况151

16.1.1 项目目标及主要研究内容、考核的技术经济指标151

16.2 半工业试验设备及检测方法151

16.2.1 中试设备151

16.2.3 测试方法152

16.2.2 操作方法152

16.3 项目半工业试验开展情况153

16.4 产品的工业应用156

16.5 项目实施过程中的环保问题158

16.6 项目实施的技术经济指标分析158

16.6.1 本项目与硬铬的技术指标对比158

16.6.2 经济效益分析159

16.6.3 社会效益分析161

参考文献163