3。2。3 镀层附着力测试 28

3。3  摩擦磨损 29

3。3。1 磨擦系数与磨损量测试 29

3。3。2 磨损形貌 31

3。3。3 稀土 CeO2 相对 Ni 镀层的磨损机理分析 33

结 论 36

致 谢 37

参 考 文 献 38

第一章 绪 论

1。1 纳米复合镀层

随着材料科学和表面改性技术不断发展，单一镀层已无法满足人们对微观组织结构 和性能日益增长的要求，发展复合镀层已成为必然。引入了不同的增强相，复合镀层将 产生不同的强化效果，较单一镀层具有更高的硬度、耐磨性、抗腐蚀性能和致密的微观 结构，使得复合镀层的性能得到大幅提升。制备复合镀层一般是将一种或数种复合相论文网

（如：纤维[1]、石墨烯[2]、碳纳米管[3]、微纳米级粉末[4]、等）加入到化学镀溶液或电镀 溶液中，利用电沉积或者是利用电化学还原的方法在基体活性表面共沉积，以此来形成 具有特殊功能的复合镀层。

复合镀层的性能是怎样被纳米粒子增强的，有如下几点：1）复合镀层包括基质金 属镀层和大量的纳米复合粒子，因此纳米复合镀层具有多相组织结构和综合性能；2） 基体金属和纳米粒子有一个共沉积的过程，而在这个过程中，加入的纳米粒子会影响复 合镀层的电结晶行为，晶粒生长取向，促使细化晶粒，甚至达到纳米晶的复合镀层；3） 纳米复合镀层的纳米粒子质量分数通常将会被控制在 10 wt。% 以内，太多会导致纳米颗 粒团聚而影响金属镀层微观结构，而太少则达不到理想的增强效果[5,6]。

将CeO2 粒子作为复合微粒应用于复合镀层的研究有很多，目前对于Ni基CeO2 复合 镀层的研究方向主要集中在对气体的重整，催化制氢，高温抗氧化，燃料电池催化剂等 方面[7]。在制备复合镀层的过程当中，要将一种或者多种不溶性固体颗粒加入到镀液中， 并让固体颗粒以及金属离子共沉积，而利用这个技术制备得到的镀层是金属基复合材料 的一种。

1。1。1 纳米复合镀层的研究进展

1。1。2 影响纳米复合镀层质量的因素

镀层的质量是由纳米复合镀层的基质金属和共沉积的纳米颗粒共同决定的[13]。复合 量的增加，可有效增强镀层在硬度、耐磨性和润湿性等方面特殊性质。其影响因素也多 种多样，其中颗粒表面有效电荷密度、颗粒的尺寸和形状、电流密度，搅拌强度等为主 要方面，镀液类型及品种、掭加剂、pH 值、温度、极化性和表面微观电流分布同样对 复合镀层的质量和颗粒的复合量有一定程度的影响。

1）分散方法 制备纳米复合镀层除了需要具备一般镀层制备方法的条件外，还要使所加入的纳米

颗粒在镀液中能够均匀的分散，以确保所得复合镀层中的颗粒是均匀弥散的。常用的分 散方法有：空气搅拌、机械搅拌、添加表面活性剂的化学分散方法和超声波分散等，虽 说都能使颗粒分散，但其效果不一。通过研究力学的、物理及化学等各种分散方法对纳 米颗粒化学复合镀层组织及性能的影响，很容易发现使用超声波分散可以使纳米粒子充 分的分散，而且分布比较均匀，镀层复合量也较高，这就让镀层具备了较好的组织性能。 与空气搅拌和机械搅拌相比，注射搅拌制备的化学复合镀层中纳米颗粒含量最高。