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電鍍納米復合層面的技能和狀態
www.xuanyuzs.cn 化學鍍鎳--合航集團 2013-03-29 13:54
深圳表面處理網：當陰極附近金屬離子濃度降到最低點時，電流關斷，金屬電結晶過程中止，這樣就避免了濃差極化對電結晶過程的影響，從而得到細致光滑的表面。峰值電流密度jP對鍍層中納米顆粒含量的影響鍍層中納米顆粒含量隨著脈沖峰值電流密度jP的增大而增加，如所示。jP是脈沖電鍍時金屬離子在陰極表面的最大沉積速度。jP越大，過電勢越大，這就有利于晶核的形成，使得晶核形成的速度大于晶粒生長的速度。
在復合電沉積過程中，從理論上講，陰極電流密度增大，可以提高基質金屬的沉積速度，縮短極限時間，所謂極限時間是指粘附于陰極表面的微粒，從開始有基質金屬在顆粒與陰極表面接觸附近開始沉積起到顆粒被基質金屬鍍層完全埋牢為止所需的時間。極限時間越短，意味著單位時間內可能嵌入的微粒數量越多。所以脈沖峰值電流密度jP的增大，有利于鍍層中納米顆粒含量的增加。正脈沖工作時間對顆粒沉積量的影響體現出了正脈沖工作時間對鍍層中納米SiC顆粒含量的影響。由此可以看出，顆粒含量隨著正脈沖工作時間的增長而增加，當時間達到60s時，顆粒含量不再增加，時間超過60s時，顆粒含量反而有下降的趨勢，直到時間控制在90s以上的時候，顆粒含量相對穩定。
這種趨勢的產生可能因為正脈沖工作時間很短時，由于負脈沖時鍍層被溶解的多，鍍層過薄，使固體顆粒吸附很少。當正脈沖時間達到60s時，鍍層能夠達到一定厚度，吸附的納米SiC顆粒的量也大大的增加了。但是正脈沖工作時間太長，相對的負脈沖工作時間就縮短了，對陰極的吸脫附過程產生了影響。從而降低了對納米SiC顆粒的吸附量。不同電鍍方式對鍍層硬度的影響由可以看出，對于脈沖電鍍，隨著鍍液中微粒含量的增加，鍍層硬度也隨之提高。而普通電鍍時，當微粒含量達到20g/L以后，硬度開始下降。并且在相同SiC含量時，脈沖電鍍所得鍍層的顯微硬度比普通直流電鍍鍍層的顯微硬度得到明顯提高，當顆粒含量在2832g/L時，脈沖電鍍鍍層的顯微硬度值可提高40%以上。
脈沖電鍍能克服直流電鍍的不足，主要是脈沖寬度(即導通時間)很短，峰值電流很大，在導通(ton)期間，接近陰極處金屬離子急劇減小，但擴散層來不及漲厚就被切斷電源。在脈沖關斷時間(toff)內，陰極表面缺少的金屬離子及時從溶液中得到補充，脈沖擴散層基本上被消除，而使電解液中的金屬離子濃度趨于一致。這樣脈沖電鍍可以采用較高的陰極平均電流密度，不但電流效率不會降低，而且改變了鍍層結構，晶粒度小，且嵌入復合鍍層的SiC納米顆粒含量增加。第二相粒子的數量越多，尺寸越小，分布越均勻，彌散強化越好。這是因為鍍層中納米SiC含量的增加，鍍層的位錯阻力增加了，能有效阻止晶體的滑移，增大了變形抗力，即提高了鍍層的顯微硬度。
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