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摘 要:通過正交設(shè)計(jì)，研究了Ni-TiO2復(fù)合電鍍工藝中鍍液的pH值，攪拌速度，電流密度，微粒懸浮量，添加劑等工藝條件和參數(shù)對(duì)Ni-TiO2復(fù)合鍍層的影響。在充分分析各不同鍍液組成和工藝條件下，對(duì)復(fù)合鍍層中微粒共析量的影響曲線和對(duì)鍍層的表觀形貌的觀察后，得出了其最佳鍍液組成和工藝參數(shù)；能量色散譜分析，制備的復(fù)合鍍層中TiO2共析量為10％－24．23％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。采用SEM觀察鍍層的表面形貌，其外觀均勻、細(xì)致。
[關(guān)鍵詞] 復(fù)合電鍍;分散量;共析量;表面彤貌
[中圖分類號(hào)]TQ153
[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A
[文章編號(hào)]1001—3660 C2002102—0012—04
0 引言
復(fù)合鍍層是以一種金屬為基體，通過電沉積或化學(xué)鍍方法將惰性固體微粒夾雜在金屬鍍層中獲得的鍍層。因其具有許多金屬及合金所不具備的性能，如具有較高的硬度、耐磨性、自潤(rùn)滑性、特殊的裝飾外觀以及電接觸、電催化等功能，從而擴(kuò)大了復(fù)合材料的應(yīng)用范圍及使用壽命，在工程技術(shù)中得到了廣泛的應(yīng)用，已旋展成為復(fù)合材料中的一個(gè)重要的組成部分。與熱加工制備復(fù)合材料相比，以電沉積方法獲得的復(fù)合鍍層能在一定程度上更易于控制材料組成和性能。隨著復(fù)合鍍層的出現(xiàn)，以及對(duì)它的性能和制造工藝的深人了解，功能鍍層得到了迅猛的發(fā)展 。復(fù)合電鍍已被認(rèn)為是當(dāng)前解決高溫耐腐蝕、高溫強(qiáng)度以及某些特殊情況下磨損等問題的一種很有前途的方法，是制取復(fù)合材料的一種先進(jìn)方法。盡管目前研究過的復(fù)合鍍層類型已經(jīng)很多，但隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)展，對(duì)材料提出了各式各樣的新要求，因而對(duì)復(fù)合鍍層新品種的開發(fā)，仍在不斷地進(jìn)行著 。 Ti02俗稱鈦白粉，其所擁有的特異性能決定了其在涂料、陶瓷、殺菌等方面的廣泛應(yīng)用。文中研究了Ni一_no2復(fù)合電鍍中工藝條件和工藝參數(shù)對(duì)T 共析量的影響，希望能給工業(yè)應(yīng)用或該方面的進(jìn)一步研究提供一定的理論依據(jù)。
1 實(shí)驗(yàn)方法
1.1 鍍液組成和工藝參數(shù)(見表1)
1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
紅外燈加熱，繼電器控溫;上海產(chǎn)81～2型恒溫磁力加熱攪拌儀;日本產(chǎn)Hitaeh X一650型掃描電子顯微鏡。
1.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1.3.1 小槽實(shí)驗(yàn)
本實(shí)驗(yàn)中采用1L燒杯為電解槽，陽極材料為純鎳板，陰極為不銹鋼片，面積5cm×6cm，陰陽極比例為1：2。
Ti02微粒的平均粒徑約3,um。微粒加入電鍍槽之前，應(yīng)先用蒸餾水潤(rùn)濕2～3h，以免引起因潤(rùn)濕不充分而影響鍍層中微粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以及鍍層的表觀形貌。采用正交設(shè)計(jì)，通過改變表面活性劑類型、加入量、pH值、電流密度攪拌等工藝參數(shù)來觀察工藝條件對(duì)鍍層外觀的影響。
1.3.2 鍍層表面形貌及其成分測(cè)試
采用日本產(chǎn)Hitaeh X一650型電子掃描顯微鏡測(cè)試鍍層的表觀形貌和成分。
2 結(jié)果與討論
2，1 有機(jī)添加劑對(duì)復(fù)合鍍層的影響
在不加任何添加劑的 情況下，觀察到復(fù)合鍍層表面十分粗糙，呈灰黑色，亮度低，且脆性很大;在加入晶粒細(xì)化劑后，鍍液分散能力明顯提高，晶粒細(xì)膩，鍍層柔韌性明顯增強(qiáng)。在此溶液中再加入8510光亮劑，增大了鎳離子的陰極極化，使鎳在電沉積時(shí)結(jié)晶細(xì)致、鍍層平整，其鍍層亮度明顯增加。同時(shí)，在加入光亮劑以
后，發(fā)現(xiàn)Ti02的共析量有所增加，可高達(dá)24-.23%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) 當(dāng)加入光亮劑以后，阻止了金屬Ni離子的沉積，但T 共析量并未受其影響，故使得其在鍍層中的相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)量增加。
2.2 電流密度對(duì)共析量的影響
在Ti02微粒分散量為50g/L的條件下，微粒共析量隨電流密度的變化如圖1所(圖中 1 微粒共析量： 鍍層中 質(zhì)量分?jǐn)?shù)×1 67)。
圖1中可見，隨著電流密度的增大，首先Ti02共析量增大，在2A/dm2左右達(dá)到峰值后，鍍層中的T共析量逐漸有所減少。在一定范圍內(nèi)，提高電流密度可以增大沉積金屬包裹微粒的能力，故陰極上Ti02的共析量呈上升趨勢(shì) 但隨陰極電流密度的提高，意味著基質(zhì)金屬Ni沉積速度加快，相對(duì)而言，微粒被進(jìn)到陰極附近并被嵌入鍍層中的速度不變，從而會(huì)使鍍層內(nèi)微粒的相對(duì)含量下降，故其中Ti02所占的百分含量隨電流密度的增大，將在出現(xiàn)一峰值后略有下降。
