超聲場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)陰極電鑄納米復(fù)合沉積層的試驗(yàn)研究.pdf

1、復(fù)合電鑄是利用復(fù)合電沉積原理和電鑄工藝來(lái)制造復(fù)合材料及零件的一種精密制造技術(shù)。用納米顆粒替代微米顆粒進(jìn)行復(fù)合電鑄可以顯著提高復(fù)合沉積層的顯微硬度、減摩耐磨、抗高溫氧化及耐腐蝕等性能。但納米顆粒在復(fù)合電鑄過(guò)程中易發(fā)生團(tuán)聚，使其優(yōu)越性得不到充分發(fā)揮。在超聲波輔助復(fù)合電鑄中采用陰極旋轉(zhuǎn)的方法可以有效抑制納米顆粒團(tuán)聚，有望提高復(fù)合沉積層的綜合性能。
　　本論文選用稀土氧化鈰（CeO2）納米顆粒作為電鑄液中的懸浮顆粒，開(kāi)展了超聲場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)陰極

2、電鑄納米復(fù)合沉積層的試驗(yàn)研究?？疾炝穗婅T工藝方法和參數(shù)對(duì)復(fù)合沉積層中納米顆粒含量的影響，確定了電鑄 Ni-CeO2納米復(fù)合沉積層的適宜工藝參數(shù)，即：CeO2納米顆粒添加量40g/L，陰極電流密度4A/dm2，陰極旋轉(zhuǎn)速度1200rpm，超聲波功率300W、頻率45kHz，磁力攪拌速率1000rpm，電鑄液溫度45℃。分析了電鑄方法和工藝參數(shù)對(duì)沉積層表面形貌和結(jié)晶取向的影響。在超聲場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)陰極電鑄制備的復(fù)合沉積層晶粒細(xì)小，組織均勻致密，

3、CeO2納米顆粒在復(fù)合沉積層中呈均勻彌散分布。超聲波和旋轉(zhuǎn)陰極可以改變沉積層晶粒結(jié)晶的擇優(yōu)取向。
　　對(duì)比研究了純 Ni沉積層和無(wú)超聲-靜止陰極、旋轉(zhuǎn)陰極、超聲、超聲-旋轉(zhuǎn)陰極電鑄制備的 Ni-CeO2納米復(fù)合沉積層的顯微硬度、摩擦磨損性能、抗高溫氧化性能和耐腐蝕性能。超聲場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)陰極電鑄制備的 Ni-CeO2納米復(fù)合沉積層具有較高的顯微硬度和良好的摩擦磨損性能、抗高溫氧化性能及耐腐蝕性能。這表明 CeO2納米顆粒、超聲波及旋轉(zhuǎn)陰

4、極的共同作用使得復(fù)合沉積層具有優(yōu)良的綜合性能。
　　分析了納米顆粒、超聲波和旋轉(zhuǎn)陰極在復(fù)合沉積層中的作用機(jī)理。納米顆粒彌散分布在復(fù)合沉積層中成為了新晶核的生長(zhǎng)點(diǎn)，同時(shí)抑制晶粒的過(guò)大生長(zhǎng)，達(dá)到細(xì)晶強(qiáng)化的作用；并且納米顆粒作為第二相硬質(zhì)點(diǎn)使得晶粒產(chǎn)生位錯(cuò)，造成復(fù)合沉積層晶格扭曲變形，起到彌散強(qiáng)化的作用。超聲波和旋轉(zhuǎn)陰極的共同作用促使納米顆粒在電鑄液中均勻分散及在復(fù)合沉積層中的彌散分布，從而進(jìn)一步細(xì)化沉積層晶粒，提高復(fù)合沉積層的性能。<