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影响纳米复合镀层质量的因素有哪些

  镀层是指为了好看或储藏而涂在某些物品上的金属表面涂上一层塑料,或者一层稀薄的金属或为仿造某种贵重金属,在普通金属的表面镀上这种贵重金属的薄层。复合镀层的制备是在镀液中加入一种或数种不溶性固体颗粒,使固体颗粒与金属离子共沉积的过程,它实际上是一种金属基复合材料。

  纳米复合镀层就是在镀液中加入纳米固体颗粒,通过与金属共沉积获得镀层。把纳米颗粒应用在电镀、化学镀及电刷镀中来获得比普通复合镀层高的硬度、耐磨性、减摩性等已△▪▲□△获得较大进展。纳米材料在力、电、声、光、热、磁等▲=○▼方面的许多特性,对获得具有特殊表面功能的复合镀层提◆◁•供了前所未有的机遇,将使复合镀层的功能特性得到大幅度提升。具有优异特性的纳米颗粒材料在复合镀层中的应用有力地促进着复合镀层的发展。

  其影响因素主要有颗粒表面有效电荷密度、颗粒的尺寸和形状、电流密度、搅拌强度等;镀液类型及品种、添加剂、pH值、温度、极化性和表面微观电流分布同样影响复合镀层的质量和颗粒的复合量。

  纳米复合镀层的制备除要求具备一般镀层制备方法的条件外,还要求▽•●◆所加入的纳米颗粒能★◇▽▼•均匀的分散在镀液中,以保证获得颗粒均匀弥散的复合镀层。常用的分散方法有:机械搅拌、空气搅拌、超声波分散和添加表面活性剂的化学分散方法等,但它们的分散效果是不一样的。研究了力▼▲学的、物理的及化学的等各种分散方法对纳米颗粒化学复合镀层组织及性能的影响,结果发现,超声波分散方法可以使纳米粒子充分分散,分布较均匀,而且镀层复合量也较高,从而使镀层有较好的组织性能。也有研究表明,与机械搅拌和空气搅拌相比,注射搅拌所得到的化学复合镀层中纳米颗粒含量较高。

  纳米颗粒的表面状态对镀层的性能也有较大的影响。颗粒表面的润湿性、电性能及在▲★-●电极处与基质金属的亲和性,直接影响了颗粒被沉积进入镀层的能力。添加适量的表面活性剂可以改善颗粒润湿性和表面电荷的极性,使纳米颗粒有利于向阴极迁移传递和被阴极表面俘获。研究Zn2SiO2(18nm) 复合镀层时发现,表面活性剂的加入可提高纳米颗粒在镀层中的含量,并改善复合镀层的表面形貌。但在某些情况下,活性剂影响较小;同时,某些活性剂的加入,在提高镀层表面质量的同时,会降低镀层的沉积速率。因此,应针对具体情况使用合适的表面活性剂。

  电镀时镀层中的氢对金属离子和固体颗粒的沉积及镀层的性能有较大的影响,因此应尽量降低镀层中的氢的含量。纳米Ni2Mo合金粉加到镀液中形成的纳米复合镀层,其析氢催▪▲□◁化能力得到明显提高。纳米SiO2的加入使锌基复合镀层在镀后的析氢能力增强。因此降低了镀层中氢的含量,提高了镀层的性能。

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