纳米晶基复合材料是20世纪80年代发展起来的一种新型功能材料，是指由极细晶粒 组成（特征维度小于临界尺寸，颗径一般在1～100 nm 之间）的超细颗粒组成的固体材 料，将纳米增强颗粒沉积到镀层中，制备出的纳米复合镀层可以进一步发挥纳米复合强 化的效果，同时对镀层技术水平进一步优化和镀层性能的改善提供新的思路。81238

复合电沉积在国外研究应用已有七、八十年的历史, 而国内起步则较晚，近三十年 才迅速发展。目前，复合电沉积技术仍然是各国研究的热点，尤其是日本和俄罗斯在该 领域研究的较为领先。在电沉积复合镀层的工艺方面，已经发展为从普通复合电沉积到 梯度复合电沉积，从二元相到多元相，从微米级固体微粒到纳米级颗粒，并进一步发展 为在镀层中添加纳米级稀土化合物。

复合电沉积技术作为对金属表面进行纳米改性并获得纳米复合镀层的一种新型工 艺，引起了国内外广大科学工作者的极大兴趣和热切关注。相比其他表面技术，采用电 沉积的方法在常温下就可获得致密度高、孔隙率小且各方面性能优异的纳米复合镀层， 并且有沉积效率高、不受工件尺寸和形状限制、设备简单易于操作、成本较低等诸多优 点。论文网

目前国内外关于纳米复合电沉积的研究主要体现在优化纳米复合镀层的制备工艺、 复合共沉积的机理和添加的纳米颗粒对镀层的增强机制等方面。利用复合电沉积，将不 溶性纳米颗粒添加到镀液中，使其与金属离子在阴极表面共沉积，可形成具有特殊性能 的纳米复合镀层。近年来，随着纳米材料和纳米技术的不断发展，纳米颗粒复合共沉积 技术逐渐成为研究热门。相对于具有相同相组成、微米级颗粒的复合镀层，纳米复合镀层的很多性能都大幅提高，且性能提高的程度一般随着纳米颗粒粒径的减小而增大[3]。 与电沉积普通镀层相比，电沉积纳米晶体镀层的独特性能具体如下[4]：

1） 硬度大 当镍镀层晶体尺寸为100 nm 时，硬度为14。7 MPa（HV150）；但当晶 体尺寸为10 nm  时，其硬度达到63。7 MPa（HV650）以上；

2） 电阻小 室温下，镀层晶粒尺寸为10 nm 的镍镀层，电阻性能是普通镀层的3倍 以上；

3） 扩散系数大 研究表明，氢原子在粒径为17 nm 的纳米晶体中的扩散系数要明 显高于普通晶体；

4） 抗局部腐蚀性能好 动电位扫描（Tafel）及交流阻抗（EIS）等电化学测试表明， 纳米晶镀层具有更加优异的抗局部点蚀及晶间腐蚀的能力。

不同体系中纳米复合电沉积的机理可简要概括为三种：吸附机理、力学机理和电化 学机理。根据这些机理将纳米复合电沉积分为三步[5]：（1）纳米颗粒吸附于阴极表面, 其 动力学因素比较复杂，与微粒本身特性、电极金属、镀液体系及工艺条件等有关；（2） 纳米颗粒牢固镶嵌在阴极表面析出的基质金属中；（3）由于搅拌作用形成动力场，悬 浮分散于镀液中的纳米颗粒在该动力下向阴极表面运动。