化学镀镍磷基纳米复合镀层的研究进展.docx

化学镀镍–磷基纳米复合镀层的研究进展许乔瑜*，何伟娇（华南理工大学材料科学与工程学院，广东 广州 510640）摘 要 化学镀镍–磷基纳米复合镀层的研究进展 许乔瑜*，何伟娇 （华南理工大学材料科学与工程学院，广东 广州 510640） 摘 要：综述了近年来国内外化学镀 Ni–P 基纳米复合镀层的研 究进展，概述了纳米 TiO2、SiO2、Al2O3、SiC、金刚石等对复 合镀层耐磨性、耐蚀性的影响，介绍了纳米稀土氧化物在化学 复合镀中的应用。 关键词：化学镀；镍–磷合金；纳米颗粒；复合镀层；稀土氧化 物；耐磨性；耐蚀性 以胜任许多单金属镀层与合金镀层无法胜任的场合。 2 化学镀纳米复合镀层的研究现状 化学复合镀技术是利用化学镀法使金属与固体颗 粒共沉积以获得复合镀层，即在传统的化学镀液中加 入非水溶性的固体粒子，并使其与 Ni、P 共同沉积在 基体上获得镀层的工艺。早期的化学复合镀层中主要 添加尺寸为微米级的不溶性固体粒子，形成多功能的 复合镀层：一种是添加 Al2O3、SiC、金刚石等硬质颗 中图分类号：TQ153.2 文献标志码：A 文章编号：1004 – 227X (2010) 10 – 0023 – 04 Research progress of Ni–P based nanoparticle composite coatings by electroless plating // XU Qiao-yu*, HE Wei-jiao Abstract: The research progress of Ni–P based nanoparticle composite coatings by electroless plating at home and abroad in recent years was reviewed. The effects of nanoparticles including nano-TiO2, nano-SiO2, nano-Al2O3, nano-SiC and nano-diamond on the wear and corrosion resistance of composite coatings were summarized. The application of rare earth oxide nanoparticles to electroless composite plating was introduced. [2] 粒形成的抗磨复合镀层 ，另一种是添加 PTFE、BN、 MoS2 等晶格易切变滑移的软粒子构成的减磨复合镀 层[3]。随着纳米技术的发展，化学镀纳米复合镀层成为 了目前研究的热点。纳米粒子具有许多独特的性能， 添加到金属镀层中可以赋予镀层特殊的物理化学性 能。主体金属与纳米粒子不同，获得的镀层的性能也 有所不同，如高硬度、耐磨性、自润滑性、耐热性、 耐蚀性及特殊装饰外观等。这些性能在常规的单金属 或合金化学镀中难以得到。另外，镀液中纳米粒子的 加入会导致界面增加从而改变镀层的晶化行为[4]。 在一定温度下热处理可使非晶态复合镀层晶化， 大幅提高其硬度。以 Ni–P 为基体的复合镀层热处理时， 合金基体将析出晶态新相 Ni3P 化合物；同时，随着温 度升高，一方面 Ni(P)固溶体发生晶粒长大，另一方面 Ni3P 析出相不断增多且聚集长大。此时镀层的硬度与 2 个因素有关：热处理初期 Ni3P 的析出和增多导致镀 层硬度提高；随着温度继续上升，Ni(P)固溶体和 Ni3P 相的长大导致镀层硬度下降。一般 Ni–P 合金及其微米 复合镀层在热处理温度为 400 °C 左右时出现硬度峰 值，纳米复合镀层由于纳米颗粒具有特殊的性能而导 致其硬度峰值发生变化。 无论是降低还是提高镀层的晶化温度，对镀层的 意义都非常大。降低晶化温度可以减少热处理时间， Keywords: nanoparticle; electroless composite plating; nickel–phosphorus alloy; coating; rare earth oxide; wear resistance; corrosion resistance First-author’s address: College of Materials Science and Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China 1 前言 化学镀 Ni–P 合金可以提高材料表面耐磨、耐蚀等 性能，广泛应用于化工、机械、电子等行业[1]。随着人 们对镀层性能