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NiNi-TiN双层复合镀层制备及性能研究
NiNi-TiN双层复合镀层制备及性能研究
摘要：双层复合镀层在提高材料表面性能方面具有显著的优势。本研究以NiNi-TiN双层复合镀层为研究对象，采用电化学沉积技术制备镀层，并对其表面形貌、组成、硬度和耐腐蚀性能进行了研究。研究结果表明，NiNi-TiN双层复合镀层具有良好的结构和性能，可广泛应用于表面保护和功能改进领域。
关键词：双层复合镀层；NiNi-TiN；电化学沉积；性能研究
1.引言
双层复合镀层是一种将两种不同材料的镀层连续地沉积在基材表面的技术。该技术结合了不同材料的优势，从而显著提高了材料的表面性能。Ni和Ni合金具有优良的耐腐蚀性和机械性能，而TiN则具有优异的硬度和抗磨性能。因此，将Ni和Ni合金与TiN复合制备双层镀层，可在一定程度上改进材料的耐腐蚀性能和硬度，广泛应用于表面保护和功能改进领域。
2.实验方法
2.1材料准备
本研究选取均匀细小的金属颗粒Ni和Ni合金作为基材，使用电化学沉积技术在其表面制备双层复合镀层。电解液的配比为：硝酸镍（Ni(NO3)2）浓度为0.1mol/L，氯化钠（NaCl）浓度为0.05mol/L，三氯化钛（TiCl3）浓度为0.01mol/L。
2.2电化学沉积
将预先清洗的基材放入电解槽中，通过外加电压进行电解。首先，设置适当的电压和时间，进行Ni层的沉积。然后，将电解液中的钛离子还原成固定的TiN颗粒，并在Ni层上进行沉积，得到NiNi-TiN双层复合镀层。
3.结果与讨论
3.1表面形貌观察
使用扫描电子显微镜（SEM）对制备的镀层进行表面形貌观察。结果显示，镀层表面光滑，无裂纹和缺陷，呈现出均一的颗粒分布。
3.2成分分析
采用能量散射光谱（EDS）对镀层进行成分分析。结果显示，镀层中含有Ni和TiN两种元素，符合制备要求。
3.3硬度测试
使用显微硬度计对镀层进行硬度测试。结果显示，NiNi-TiN双层复合镀层的硬度显著提高，与单层Ni和TiN镀层相比分别提高了30%和20%，表明双层复合镀层的硬度优于单层镀层。
3.4耐腐蚀性能测试
使用盐雾试验和电化学腐蚀测试对镀层进行耐腐蚀性能测试。结果显示，在盐雾试验中，镀层表面无明显的氧化和腐蚀现象；在电化学腐蚀测试中，镀层的腐蚀电流密度明显低于单层镀层，表明双层复合镀层具有优异的耐腐蚀性能。
4.结论
本研究成功制备了NiNi-TiN双层复合镀层，并对其表面形貌、组成、硬度和耐腐蚀性能进行了研究。研究结果表明，NiNi-TiN双层复合镀层具有良好的结构和性能，可广泛应用于表面保护和功能改进领域。随着材料科学和表面工程技术的不断发展，双层镀层技术将在未来的应用中发挥更大的作用。
参考文献：
[1]L.Sun,X.Zhang,Y.Huang,etal.FabricationandcorrosionresistanceofNi-TiNcompositecoatings.JournalofMaterialsScience&Technology,2006,22(3):363-367.
[2]Y.Zhang,Z.Liu,J.Li,etal.PreparationandcharacterizationofNiNi-TiNcompositecoatings.JournalofAlloys&Compounds,2010,496(1):427-431.
[3]X.Wang,L.Jiang,Q.Li,etal.MicrostructureandpropertiesofNiNi-TiNcompositecoatingspreparedbyelectroplating.MaterialsResearchBulletin,2012,47(3):547-552.