碳納米管-石墨烯—鎳磷復(fù)合鍍層的研究.pdf

1、作為比較理想的代鉻和代鋅鍍層，鎳磷復(fù)合鍍層具有高強(qiáng)度、高硬度、耐磨、耐蝕性好、厚度均勻、可焊性高、磁性屏蔽和高導(dǎo)電性等優(yōu)異性能，在汽車、航空、計(jì)算機(jī)、電子、機(jī)械、化工、輕工和石油工業(yè)等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。隨著納米技術(shù)的快速發(fā)展，人們對(duì)鎳磷納米復(fù)合鍍層的研究也越來(lái)越廣泛。碳納米管具有非常大的長(zhǎng)徑比、高的彈性模量和強(qiáng)度，氧化石墨烯具有非常大的比表面積和強(qiáng)度，這兩種具有優(yōu)異結(jié)構(gòu)和性能的碳材料，都擁有高強(qiáng)度、自潤(rùn)滑性能和化學(xué)穩(wěn)定性，是作為復(fù)合

2、鍍層增強(qiáng)相的理想選擇，所制得的復(fù)合鍍層有望獲得更高的硬度、更好的耐磨性和耐蝕性。本論文采用了化學(xué)復(fù)合鍍的方法，以碳納米管和氧化石墨烯作為納米增強(qiáng)相，制備碳納米管/石墨烯-鎳磷復(fù)合鍍層，并對(duì)復(fù)合鍍層進(jìn)行熱處理，探索研究了碳納米管含量、氧化石墨烯含量以及表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉含量對(duì)鍍層性能的影響機(jī)制，并討論了熱處理對(duì)鍍層性能的影響機(jī)制。
　　 首先，用化學(xué)復(fù)合鍍的方法制備了碳納米管-Ni-P復(fù)合鍍層，通過(guò)對(duì)鍍層的表面形貌、顯微硬

3、度、磨損量和耐腐蝕性能進(jìn)行測(cè)試分析，確定了制備CNTs-Ni-P復(fù)合鍍層化學(xué)鍍液中最佳的CNTs含量。結(jié)果表明:CNTs的最佳含量為0.02g/L，在此含量下，鍍層的硬度為432.5HV，腐蝕電流密度最小，自腐蝕電位最高，即耐腐蝕性最好，同樣條件下磨損量只有0.9％。
　　 其次，用化學(xué)復(fù)合鍍的方法制備了氧化石墨烯/碳納米管-Ni-P復(fù)合鍍層，通過(guò)對(duì)鍍層的表面形貌、顯微硬度、磨損量和耐腐蝕性能進(jìn)行測(cè)試分析，確定了制備GO/CNT

4、s-Ni-P復(fù)合鍍層化學(xué)鍍液中最佳的GO含量。結(jié)果表明:GO最佳含量為GO∶ CNTs=1∶5，鍍層擁有優(yōu)異的性能和良好的形貌，硬度可達(dá)555.7HV，耐腐蝕性能也最好，而摩擦磨損量只有0.26％。同時(shí)，還研究了GO對(duì)CNTs的分散效果及分散機(jī)制，通過(guò)GO的紅外分析對(duì)GO與CNTs的復(fù)合機(jī)制進(jìn)行分析討論，結(jié)果表明:GO的含氧基團(tuán)通過(guò)π鍵吸附純化后的CNTs，形成復(fù)合體，阻止CNTs在溶液中發(fā)生團(tuán)聚，形成穩(wěn)定的懸浮液。
　　 再次

5、，研究了化學(xué)復(fù)合鍍制備GO/CNTs-Ni-P復(fù)合鍍層的最佳表面活性劑SDBS的含量。結(jié)果表明:SDBS的最佳含量為0.2g/L，在此濃度下所獲得的鍍層具有較好的表面形貌，最佳的硬度、耐蝕性和耐磨性。
　　 最后，研究了熱處理工藝對(duì)鍍層性能的影響及機(jī)制。對(duì)鍍層進(jìn)行400℃，保溫1小時(shí)，氬氣保護(hù)的熱處理，對(duì)比分析熱處理前后鍍層的微觀形貌、力學(xué)性能及耐腐蝕性能，結(jié)果表明:熱處理可以使鍍層晶化，消除消除內(nèi)應(yīng)力及缺陷，使力學(xué)性能得到提高