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