活性Ti表面电沉积Ni-CeO2复合镀层及其强韧性机理分析

• 作者: 乔岩欣 周小卫 欧阳春 沈以赴
• 来源期刊: 金属学报
• 学科: 工学
• 关键词: 活性钛 电沉积 Ni-CeO2镀层 组织性能 富Ce润滑剂
• 年，卷（期）: 2017,（2）
• 页码范围: 140-152
• 页数: 13页
• 分类号: TG172.5|TG153.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.11900/0412.1961.2016.00163

摘要

基于双脉冲电沉积技术在活性钛基(TA2)表面制备纳米晶Ni镀层.通过涂层附着力测试对比研究HF体系和DMF改良型活化液对TA2基体与表面镀层界面结合力的影响;借助TEM、FESEM和XRD等表征技术探讨添加纳米CeO2粒子前后对纳米电沉积层中Ni晶织构生长的影响;通过对纳米压痕及不同载荷下“十字交叉”型环形硬度压痕特征观察,分析复合CeO2粒子对Ni镀层表面强韧性的影响机制;进一步探讨在高速干摩擦条件下复合CeO2粒子对Ni镀层抗磨损的作用.结果表明:在45+80 kHz交变频率超声振荡条件下,电解液中的活性CeO2粒子能有效吸附在优先生长Ni晶尖端,同时降低了Ni晶生长Gibbs自由能,并演变为Ni晶的催化形核中心来诱发异质形核;纳米压痕测试表明:在500 g高载荷测试条件下,相对于纯Ni镀层试样的硬度压痕边缘的明显开裂和外拓迹象,Ni-CeO2复合镀层试样则表现为收敛性和连续完整的压痕边缘特征,显示出良好的强韧性.基于干摩擦过程中释放出大量的热,促使部分稀土CeO2相弥散或少量析出Ce溶质原子,具有对滑移的位错和晶界等缺陷产生钉扎拖拽作用,由此建立以Orowan位错绕过强化和位错塞积的机制模型;干摩擦过程促使部分富Ce磨损产物与NiO氧化膜机械混合来充当固体润滑剂,能起到良好的减摩作用,弥补了Ti表面耐磨性差等缺陷.