ni基非晶態(tài)復(fù)合涂層工藝及性能研究申請書

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1、編號(hào)大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目申請書項(xiàng)目名稱Ni基非晶態(tài)復(fù)合涂層工藝及性能研究所屬學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院申報(bào)人張穎瑛、郭玄、李海江等指導(dǎo)教師孫萬昌職稱副教授填表日期2011.11.10實(shí)驗(yàn)室與設(shè)備管理處制1大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目申請表項(xiàng)目名稱噴涂/時(shí)效強(qiáng)化復(fù)合工藝提高鎂合金的抗蝕性申請經(jīng)費(fèi)2000項(xiàng)目組成員基本情況姓名專業(yè)及班級(jí)主要角色聯(lián)系電話簽名張穎瑛材料0901組長13201896285郭玄材料0901組員13700235981李海江材料0901組員15249289272郭祥慶材料0901組員15249288032高旺材料0901組員1370024

2、1076指導(dǎo)教師情況姓名孫萬昌職稱副教授學(xué)歷/學(xué)位博士E-mailsunwanchang@tsinghua.org.cn聯(lián)系電話13572198962專業(yè)特長材料表面工程姓名朱明職稱講師學(xué)歷/學(xué)位博士E-mailmzhu@xust.edu.cn聯(lián)系電話15991987728專業(yè)特長材料表面工程一、申請理由（包括選題背景、意義，項(xiàng)目組成員已具備的知識(shí)條件、特長、興趣等）非晶態(tài)合金是20世紀(jì)后期材料科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展迅速的一種新型材料,其具有和晶態(tài)物質(zhì)可相比擬的高硬度和高粘滯系數(shù)。非晶態(tài)固體的結(jié)構(gòu)不具有周期性和平移對稱性，是一種長程無序、短程有序的結(jié)構(gòu)。正是由

3、于非晶態(tài)合金結(jié)構(gòu)的特殊性，使得非晶態(tài)合金具有許多特殊的性質(zhì)。有的非晶態(tài)合金具有高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，低磁損耗的特性；有些非晶態(tài)合金的熱膨脹系數(shù)近于零，其電阻率則高出較多；許多非晶態(tài)合金表現(xiàn)出非常好的耐腐蝕性能；大部分非晶態(tài)合金具有很高的強(qiáng)度和耐磨性。此外由于非晶態(tài)材料具有非常優(yōu)異的物理、化學(xué)和機(jī)械性能，而這些性能往往又是現(xiàn)有金屬材料所不及的,因此,應(yīng)用前景十分廣闊人們對于這種新材料是尖端技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)這一點(diǎn)越來越有所認(rèn)識(shí)。以這一點(diǎn)為動(dòng)力、世界各先進(jìn)國家都先后開發(fā)應(yīng)用了非晶態(tài)金屬材料。日本專家曾預(yù)言“非晶態(tài)金屬材料是二十一世紀(jì)的理想材料”。由此可見,

4、非晶態(tài)材料的開發(fā)利用是一大趨勢,以基礎(chǔ)研究及實(shí)用化為目標(biāo)的研究正在積極進(jìn)行。目前,非晶態(tài)材料可用液體急冷法、真空蒸鍍法、濺射法、電鍍法和化學(xué)鍍法等多1種方法獲得。其中,電鍍或化學(xué)鍍法以其工藝簡單,成本低,可大面積鍍覆等優(yōu)點(diǎn)而日益受到人們的重視。近十年來,不僅有數(shù)十種非晶態(tài)合金鍍層被研制開發(fā)出來,而且已有部分鍍層在實(shí)際生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。電沉積通常稱電鍍，是一種通過外加電源使電流經(jīng)陰極、電解液、陽極，在陰極表面還原金屬的方法。合金電沉積是制備非晶態(tài)鍍層的有效手段，許多單金屬電沉積時(shí)無法形成非晶態(tài)，而在合金電沉積時(shí)卻可以實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)在，用電沉積法已可制備

5、出數(shù)十種非晶態(tài)合金鍍層。非晶態(tài)合金電沉積層大之分為5種類型：金屬-氫構(gòu)成的非晶態(tài)合金；金屬-類金屬系非晶態(tài)合金；金屬-金屬系非晶態(tài)合金；半導(dǎo)體元素的非晶態(tài)合金；非晶態(tài)金屬氧化物。隨著新型非晶態(tài)合金電鍍的開發(fā)、研究和進(jìn)展，電沉積非晶態(tài)合金的種類還會(huì)增加，他們的性能也不斷開發(fā)與完善，其潛力很大?；瘜W(xué)鍍與電鍍不同，是一種不需要外部電源，而靠溶液中的還原劑使金屬離子還原為金屬沉積在制品表面的、可控制的、自催化的化學(xué)還原過程。它又不同于浸度或置換度?；瘜W(xué)鍍是靠渡液中的還原劑的氧化來提供電子，同時(shí)使溶液中的金屬離子在基體表面還原沉積，而不應(yīng)在渡液內(nèi)發(fā)生還原沉積。

6、因此，化學(xué)鍍需要不斷地補(bǔ)充還原劑以保持氧化過程不斷進(jìn)行，在具有催化性的基體上可連續(xù)進(jìn)行沉積，以獲得我們所要求的鍍層厚度?；瘜W(xué)鍍鎳層屬于非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，無磁性、抗電磁干擾性能好，適宜做屏蔽；且界向腐蝕傾向小，鍍層細(xì)致，孔隙率低，耐蝕性能好。因此，已引起人們越來越多的關(guān)注。此外，由于從原材料到成品制備工藝簡單，生產(chǎn)成本低廉，作為一種綜合性能優(yōu)越的工程材料，前景是非常廣闊的?；瘜W(xué)鍍鎳可以鍍于非導(dǎo)體以及形狀比較復(fù)雜的工件，這是化學(xué)鍍得以廣泛應(yīng)用的最為主要因素。表面不耐磨的基底可以用化學(xué)鍍鎳賦予堅(jiān)硬耐磨的表面；一些基底經(jīng)過化學(xué)鍍鎳之后，使之容易進(jìn)行釬焊并同時(shí)可以改

7、善他們的表面性質(zhì)。化學(xué)鍍鎳層均勻致密、空隙率小、化學(xué)穩(wěn)定性好。鍍層一般磷含量為5%～12%。當(dāng)磷含量大于8%時(shí)，鍍層為非晶結(jié)構(gòu)，但是，非晶態(tài)合金處于熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)，受熱時(shí)容易向平衡態(tài)轉(zhuǎn)變。因此，溫度連續(xù)升高時(shí)，它會(huì)在一個(gè)很窄的溫度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)。對非晶態(tài)的Ni-P合金來說，在300℃以下熱處理時(shí)間不太長時(shí)，尚可保持其非晶態(tài)結(jié)構(gòu)。由于非晶態(tài)結(jié)構(gòu)沒有晶界和位錯(cuò)等晶體缺陷且無偏析，故具有良好的耐蝕性?；瘜W(xué)沉積法制取這種耐腐蝕材料，工藝簡便，而且涂層均勻。1選用Ni基非晶態(tài)鍍液配方時(shí)，必須要考慮基材性質(zhì)和鍍層的性能要求才能取得預(yù)期的效果?，F(xiàn)在公開發(fā)表的配

8、方大多數(shù)是不完整的，隱去了某些關(guān)鍵的成分。因此在實(shí)際配置時(shí)還需要通過我們自己的實(shí)踐使之完善?；瘜W(xué)鍍鍍液的使用