（ni-p）-si3n4复合镀层硬度及耐磨性研究

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1、2013年12月电镀与精饰第35卷第12期(总249期)·1·doi：10．3969／j．issn．1001—3849．2013．12．001(Ni-P)一Si3N4复合镀层硬度及耐磨性研究宋振兴，刘宝超，梁山，姚素薇，王宏智，张卫国，赵占芬(1．天津科技大学理学院化学系，天津300457；2．天津大学化工学院应用化学系，天津300072)摘要：利用化学镀方法获得了(Ni．P)．Si。N复合镀层，并研究了Si3N颗粒含量、pH及热处理条件对镀层硬度及耐磨性的影响。采用扫描电子显微镜观察，镀层表面平整，siN微粒均匀复合在镀层中。机械性能测试表明，镀层的硬度与耐磨性能随着镀液中

2、次磷酸钠质量浓度的增加呈现出先提高后降低的趋势。当镀液中siN质量浓度为10g／L时，镀层硬度及耐磨性最好，热处理后的镀层硬度高达1088HV。关键词：化学镀；(Ni—P)一SiN复合镀层；耐磨性；硬度中图分类号：TQ153．12文献标识码：AStudiesontheMechanicalPerformanceof(Ni-P)一Si3N4ElectrolessCompositeCoatingsSONGZhen．xing，LIUBao—chao，LIANGShan，YAOSu—wei，WANGHong．zhi，ZHANGWei—guo，ZHAOZhan—fen(1．College

3、ofScience，TianjinUniversityofScienceandTechnology，Tianjin300457，China；2．Depart—mentofAppliedChemistry，SchoolofChemicalEngineeringandTechnology，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)Abstract：(Ni—P)一Si3N4compositecoatingswerepreparedbyelectrolessdepositioninthispaper．TheeffectsofSi3N4particle

4、content，pHvalueandannealingtreatmentconditionsonthefrictionpropertyandhardnessof(Ni—P)．Si3N4compositecoatingswerestudiedindetail．TheSEMresultsshowedthatthecoatingsurfacewassmoothandtheSi3N4particlesdisperseduniformlyinthecoatings．Themechanicalperformancetestresultsindicatedthatthefrictionpr

5、opertyandhardnessof(Ni—P)一Si3N4compositecoat—ingsfirstincreasedthendecreasedwiththeincreasingofthemassconcentrationofsodiumhypophosphite．ThebestfrictionpropertyandhardnesscouldbeobtainedwhenthemassconcentrationofSi3N4was10Linthesolution．Andafterannealingtreatment，hardnessofthecoatingscouldr

6、each1088HV．Keywords：electrolessdeposition；(Ni—P)一Si3N4compositecoating；wearresistance；hardness引吉12：1蓑譬萼化学镀镍一磷合金具有耐磨性能好、硬度高及耐层应用领域的不断扩大，对其硬度及耐磨性的要求收稿日期：2012．12．31修回日期：2013—03—18基金项目：天津科技大学自然科学研究基金(20120109)；天津市高等学校科技发展基金计划项目(20120504)2013年l2月电镀与精饰第35卷第12期(总249期)·3·由图1和图2可知，大量SiN颗粒均匀、牢固∞2∞1∞O

7、∞9∞8∞7∞6∞5∞4∞3地镶嵌于镍．磷合金基体上，d约为10m。一部分微粒被镍．磷合金镀层完全包裹，另一部分则被部分包裹。这些颗粒的加入使得镍-磷合金镀层的结构得到加强，并且在镀层磨损时起到支撑与润滑的作用。因此，SiN的复合量对镀层的硬度及耐磨性起到至关重要的影响。2．2工艺条件对镀层硬度的影响图4溶液pI-I对复合镀层硬度的影响2．2．1次磷酸钠对镀层硬度的影响为考察次磷酸钠质量浓度在热处理前后对(Ni．能是由于反应速率受pH影响所致，当pH=3～4时P)一SiN复合镀层硬度的影响，在镀液P(次