电沉积镍基—石墨烯复合材料的制备及性能研究

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1、分类号：TG178单位代码：10190研究生学号：201502014密级：公开硕士专业学位论文颜丙辉2018年6月电沉积镍基-石墨烯复合材料的制备及性能研究ElectrodepositionofNickel-grapheneCompositesPreparationandPerformanceStudies硕士研究生：颜丙辉校内导师：李雪松教授企业导师：宋礼明高级工程师申请学位：工程硕士领域：材料工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：长春工业大学长春工业大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的硕士学位论文《电沉积镍基-

2、石墨烯复合材料的制备及性能研究》,是本人在指导教师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名:形几丙滋军日期:'/g年/I-日'月长春工业大学硕士学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春工业大学研究生学位论”文版权使用规定,同意长春工业大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权长春工业大学可以将本

3、学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。保密的论文在解密后遵守此规定。作者校内导企业导日摘要摘要利用电沉积技术并辅助超声波分散加机械搅拌的方法在碳钢表面分别制备纳米晶Ni-Co合金以及Ni-Co-石墨烯合金镀层，主要研究了在不同的电流密度、温度、pH值以及石墨烯含量等工艺参数条件下对合金镀层的成分、硬度、耐磨性以及耐蚀性等性能的影响。利用扫描电镜(SEM)并辅助能谱检测仪(EDS)、X射线衍射仪分析了镀层表面的显微组织、相结构及成分含量，通过UNMT1微纳米材料力学综合测试系统考察镀层的微磨损性能

4、，利用显微硬度计对不同合金材料进行显微硬度测试，采用VersaSTAT3型号的分析仪对制备的不同合金镀层进行了电化学分析，测试了合金镀层在3.5%NaCl溶液中的极化曲线及交流阻抗谱线。Ni-Co合金镀层结果表明：工艺参数对合金镀层的综合性能影响较大，在最佳工2艺参为数电流密度1.5A/dm，温度50℃，pH=4时获得的镀层组织细密、结构均匀、表面平整；镀层表面的衍射峰主要成分为Ni-Co合金及镍和钴的单质；在减摩性能以及微摩擦系数方面，镀层的平均摩擦系数最小为0.18，合金具有较好的耐微摩擦磨损性能；显微硬度值最大为560HV；在3.5%NaCl溶液中也具

5、有较好的耐蚀性，自腐蚀电位为-0.8V。Ni-Co-石墨烯复合镀层结果表明：工艺参数对Ni-Co-石墨烯合金镀层的综合性能2影响也较大，在最佳工艺参数电流密度2A/dm，温度50℃，pH=4，水墨石墨烯浆料为0.9g/L时获得的Ni-Co-石墨烯合金镀层平整致密、晶粒尺寸均匀；合金镀层的衍射峰主要为Ni-Co-石墨烯合金和Ni-Co合金，其中出现明显的C的衍射峰；在减摩性能以及微摩擦系数方面，镀层的平均摩擦系数最小为0.15，具有较好的耐微摩擦磨损性能；具有较高的显微硬度值，最大达到678HV；在3.5%NaCl溶液中耐蚀性也较好，极化曲线结果显示，自腐蚀电

6、位为-0.91V。关键词：电沉积Ni-Co合金石墨烯Ni-Co-石墨烯复合镀层AstractAbstractNanocrystallineNi-CoalloysandNi-Co-graphenealloycoatingswerepreparedonthesurfaceofcarbonsteelusingelectrodepositiontechnologyandassistedbyultrasonicdispersionandmechanicalstirring.Themaincurrentswerestudiedatdifferentcurrentdens

7、ities,temperatures,pHvalues,andgraphite.Theeffectofprocessparameterssuchasolefincontentonthecomposition,hardness,wearresistance,andcorrosionresistanceofthealloycoating.Scanningelectronmicroscopy(SEM)andEDSandX-raydiffractometerwereusedtoanalyzethemicrostructure,phasestructureandcom

8、positionofthecoatingsurfac