电刷镀复合镀层沉积机理探讨

本文结合电刷镀镍-钴-二氧化锆复合镀的试验研究,对非金属固体微粒与金属共沉积机理进行了初步探讨,并讨论了表面活性剂、施镀电压、镀液中固体微粒浓度和微粒尺寸等因素对镀层中非金属微粒沉积量的影响.     

连铸机结晶器电刷镀Ni—P合金强化机理研究

分析了连铸机结晶器的工作特点及失效的原因,提出了在结晶器内壁用电刷镀制备Ni-P合金复合耐磨镀层结构,并对镀层的强化机理及性能进行了研究。     

注塑模零件电刷镀纳米镀层的耐磨性能研究

利用电刷镀技术制备了含纳米SiO2和石墨粉的非晶态Ni-P合金复合镀层，并对其摩擦磨损性能进行了研究。研究表明，当纳米粉体在基质镀液中分散良好时，该复合镀层具有较高的显微硬度，较好的耐磨性及减摩性；当分散不良时，镀层的各项性能未见明显改善。模具试验表明，复合镀层有效地降低了干摩擦状态下注塑模推管与摩擦件的表面划伤与金属转移。     

复合电刷镀装置和工艺研究

研究了电刷镀多层复合镀层工艺的装置与技术条件 ,对电刷镀镀笔进行必要的改进 ,探索了利用改进的电刷镀技术制备性能优良的多层Ni Cr2 O3 、Ni SiC等复合镀层在工艺上的可行性 同时 ,还研究了多层复合镀层的强度、组织及显微硬度等性能 结果表明 ,多层复合镀层具有良好的结合强度 ,细小的结晶晶粒和较高的显微硬度 本研究的成果可用于修复磨损的机械零件和对零部件进行表面强化 ,因而具有理论和实际意义     

制备形貌可控的多晶纳米镍

采用液相化学还原法,在1,2-丙二醇体系中,分别使用吐温-80(Tween-80)、聚乙二醇-6000(PEG-6000)和十二烷基硫酸钠(SDS)与聚乙二醇-6000(PEG-6000)的混合物作为修饰剂,利用1,2-丙二醇还原相同母体醋酸镍,制备形貌分别为海绵体、纤维状、雪花状多晶纳米镍;在水体系中,使用SDS为修饰剂,利用水合肼还原相同母体醋酸镍,制备球形多晶纳米镍.通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)对所制备的纳米镍样品进行表征.利用傅立叶红外(FTIR)分析初步解释不同形貌纳米镍的形成机理.将纳米镍样品添加到15W/40SF汽油机油中,在UNT-Ⅱ摩擦磨损试验机上进行考察.结果表明:纳米镍样品的形貌不同,其对汽油机油摩擦学特性的改性亦不相同,纤维状纳米镍的改性效果最佳.     

镍基纳米Al2O3粉末复合电刷镀镀层的耐磨性

为了进一步提高刷镀层的耐磨性 ,在 4 5 #钢基体上刷镀含有纳米 Al2 O3粉末的镍基复合镀层。通过光学金相显微镜、扫描电子显微镜对镀层显微组织进行分析 ,用显微硬度计测定了镀层和基体的硬度 ,在 SRV磨损试验机上进行了磨损试验 ,用表面形貌仪测量了镀层磨损量。试验结果表明 ,加入纳米 Al2 O3粉末的复合镀层的硬度要比单纯的致密镍镀层的硬度高。随着纳米 Al2 O3粉末加入量的增加 ,复合镀层硬度逐渐提高。含纳米 Al2 O3粉末的镍基复合镀层与单纯致密镍镀层相比 ,具有更高的耐磨性 ,将有广泛的应用前景。     

电沉积纳米晶体镍

利用恒电流沉积的方法,在55～65 ℃、pH值小于3.5、电流密度大于5 A/dm2、含有糖精的瓦特液中分别以直流和脉冲方法镀取镍.经X射线衍射分析,镍晶体沉积层表现为(111)择优取向,扫描电镜和能谱分析结果显示,所得的镍晶晶粒尺寸为小于10 nm的纳米晶体,并且镀层中含有少量的硫.通过研究电流密度及溶液中糖精浓度对镍沉积速率的影响,发现电流密度低时,镍沉积速率与电流密度呈线性关系,糖精的加入使镍沉积允许的电流密度增大,沉积速率减慢,对镍沉积起增加极化作用.     

低温生长纳米ZnO薄膜的结构

采用气体放电活化反应蒸发技术(GDARE),以玻璃为衬底,在较低的温度下沉积纳米ZnO薄膜,用二次蒸镀法克服薄膜生长饱和问题、有效增加膜厚及改善薄膜质量。讨论了GDARE法低温下沉积纳米ZnO薄膜的生长过程及成膜机理。由原子力显微镜(AFM)和X-射线衍射谱(XRD)分析薄膜表面形貌和晶体结构,研究结果表明,二次蒸镀法沉积的双层纳米ZnO薄膜具有更好的结晶质量及长期稳定性,薄膜沿C轴高度取向生长,内应力较小,晶粒尺寸均匀,平均粒径约35nm,表面粗糙度降低。     

立方二硒化镍NiSe_2的形貌控制合成与生长机理

在不同溶剂体系中,用简单的溶剂热法制备了NiSe2微球、切边切角八面体、三种不同尺寸的正八面体以及纳米线。在NH80/En混合溶剂中,随着En含量的增加,形貌逐渐由均一微球转化为切角切边八面体,最终转化为正八面体。在NH80/H2O溶剂中,反应的初期均出现了NiSe2纳米线,最后转变为正八面体。混合溶剂NH80/En体积比和NH80/H2O体积比对形貌控制合成具有关键性的作用。由于面心立方NiSe2内在晶体结构决定了晶面生长速率的次序R{111}R{100}R{110}。同时,由于乙二胺分子优先吸附在有裸露Ni 2+的晶面上,最终导致不同形貌的NiSe2晶体的生成。     

电刷镀纳米晶Ni-Co合金镀层组织结构与性能的研究

采用可溶性阳极电刷镀技术制备Ni-Co合金镀层,利用用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等方法研究合金元素钴对镀层组织结构和性能的影响.结果表明:刷镀工艺下制备的镍钴合金镀层的晶粒尺寸都是纳米级;镍钴合金镀层都是单相面心立方固溶体结构,合金元素Co在镀层中具有固溶强化和细化晶粒的作用,随Co含量的增加,刷镀层的晶粒尺寸减小,硬度提高,耐磨性与耐腐蚀性能提高.     

Synchrotron radiation photoemission study on growth of gadolinium film over Ni(110) surface

The growth of Gd film on Ni (110) surface was studied by synchrotron radiation photoemission spectroscopy and XPS techniques. It is revealed that in the coverage range of 0–0.22 nm Gd4f core level showed a single-peak structure, therefore Gd film grows over Ni(110) in the layer-by-layer mode. However, when Gd coverage was larger than 0.22 nm the Gd4f peak turned gradually into double-peak and a double-peak structure with 2.3 eV separation was formed at 1.51 nm, meanwhile similar phenomenon was observed in the Gd4d XPS spectra. It is suggested that the double-peak structure of Gd4f was derived from the growth of Gd film in cluster mode and the Gd atomic clusters may exhibit different electronic states from Gd metal owing to their special structures. The Gd4f double-peak e-volved into a single-peak on annealing at 600 K, implying that Gd clusters are thermodynamically unstable.     

钢基底上预镀中间层沉积金刚石膜

利用表面预镀中间层在４５号钢上化学气相沉积（ＣＶＤ）得到了金刚石膜。钢基底表面金刚石涂层具有许多潜在应用价值，但直接在钢上沉积生长金刚石面临长的形核期，铁原子的触媒作用和热膨胀不匹配等严重问题。文中采用钢基底表面预镀中间层的方法，阻止碳向基底中扩散，增强膜基结合和抑制ＳＰ２杂化碳的沉积。分别研究了直接在钢基底上、表面预镀铜膜和表面预镀硅膜钢基底上热丝法沉积金刚石膜的工艺特点。通过ＳＥＭ、Ｒａｍａｎ谱和划痕法检验表明，钢基底表面预镀硅膜作为中间层，是一种在钢上沉积金刚石膜的有效方法。     

MO-HTlc的合成及其结构分析

以MgCl2?6H2O、AlCl3?6H2O、甲基橙为原料,NaOH为沉淀剂,采用乙二醇－水热法合成了片状甲基橙柱撑类水滑石,样品采用XRD、SEM及红外等技术进行了物相、 晶体形貌和结构分析,结果表明采用乙二醇水热法可制备晶形好、 板层结构显著的甲基橙柱撑类水滑石. 文章运用负离子配位多面体生长模型讨论了甲基橙柱撑类水滑石生长形态及其生长机制, 结果发现甲基橙柱撑类水滑石的生长符合该模型机制, 其生长形态为生长基元先叠合为金属板层, 金属板层再吸附甲基橙及H2O组成规整的层状结构化合物, 乙二醇在     

EDT毛化轧辊表面凹坑形成过程

针对轧辊表面电火花毛化过程中放电中心温度的变化、凹坑形状与电参数的关系等问题进行了研究.通过分析放电通道形成过程和热流密度分布函数,采用解析法建立了单个脉冲放电通道的热传导模型,并运用积分变换法和有限差分相结合的方法进行了温度场求解.讨论了轧辊表面在不同峰值电流下放电区域中心位置的瞬态温度变化,确立了峰值电流和脉冲宽度与熔化凹坑形状的关系.结果表明,理论计算值与实验结果相吻合,所建模型与采用的方法正确,可用于轧辊表面形貌形成过程的仿真.     

Effect of reactor pressure on the growth rate and structural properties of GaN films

The effect of reactor pressure on the growth rate, surface morphology and crystalline quality of GaN films grown on sapphire by metalorganic chemical vapor deposition is studied. The results show that as the reactor pressure increases from 2500 to 20000 Pa, the GaN surface becomes rough and the growth rate of GaN films decreases. The rough surface morphology is associated with the initial high temperature GaN islands, which are large with low density due to low adatom surface diffusion under high reactor pressure. These islands prolong the occurrence of 2D growth mode and decrease the growth rate of GaN film. Meanwhile, the large GaN islands with low density lead to the reduction of threading dislocation density during subsequent island growth and coalescence, and consequently decrease the full width at half maximum of X-ray rocking curve of the GaN film.     

羰基铁镍纤维的磁场诱导制备及结构特性研究

以羰基铁与羰基镍为原料,采用磁场诱导热分解法制备了羰基铁镍纤维.研究了羰基铁和羰基镍在不同的流量比下,所制备纤维的结构、形貌特征.结果发现:不同组份的羰基铁镍纤维,呈现不同的结构(bcc或fcc),且碳元素以不同形式存在,其形貌呈现直线型、“Y”型和“Z”形的特征.通过对羰基铁镍纤维生长机理的研究,发现纤维呈现不同形貌的原因,是由于受到晶体生长界面干扰的影响.通过对影响羰基铁镍纤维生长因素的调控(分解温度和磁场强度等),可改变羰基铁镍纤维的形貌和直径.     

溅射气压对Ni80Fe20薄膜微结构和各向异性磁电阻的影响

为改善Ni80Fe20薄膜的性能,研究不同溅射气压对薄膜微结构和各向异性磁电阻的影响。用磁控溅射方法制备Ni80Fe20薄膜,用X射线衍射和扫描电子显微镜分析其结构,用四探针方法测量其各向异性磁电阻。实验研究发现,较高的溅射气压下制备的Ni80Fe20薄膜各向异性磁电阻比较低,薄膜磁化到饱和需要的磁场也比较大。在较低的溅射气压(0.2、0.5 Pa)下制备的Ni80Fe20薄膜具有较高的各向异性磁电阻3.7%和4.2%,而且饱和磁化场低(低于1kA/m)。分析结果表明随着溅射气压的变化,Ni80Fe20薄膜的晶格常数、颗粒大小和均匀性等微结构发生变化,导致薄膜的各向异性磁电阻效应差别很大。     

外加电场下脉冲激光烧蚀制备纳米硅晶粒成核生长

采用脉冲激光烧蚀技术,在引入垂直于烧蚀羽辉轴线外加直流电场的前后,分别在1,3,5Pa的室温氩气环境下沉积制备了一系列纳米硅晶薄膜,其中衬底与羽辉轴线平行.扫描电子显微镜(SEM)的检测结果表明,在同一直流电压下制备的纳米Si晶粒平均尺寸和面密度均随气体压强的增加而增大.保持气压不变,引入电场后所制备的纳米Si晶粒平均尺寸相对于无外加电场时增大,而面密度减小.结合纳米晶粒气相成核生长动力学,对实验结果进行了定性分析.     

电化学原子层沉积研究现状及沉积体系的构建

近年来,电化学原子层沉积(Electrochemical atomic layer deposition,E-ALD)技术在制备催化、光电及热电等功能薄膜的研究和应用方面取得了较大进展.概述了E-ALD的发展历史、沉积原理、研究及应用情况,介绍了课题组研发的E-ALD系统的构成和生长过程的控制机理.