低共熔溶剂中电沉积制备Ni/TiO2复合镀层的性能研究
2021-11-05刘胜贵纪仁杰李朝将
电加工与模具 2021年5期
关键词:裂纹
刘胜贵,纪仁杰,金 辉,张 凡,李朝将,白 淳,马 超
( 1. 北京理工大学机械与车辆工程学院,北京 100081;2. 中国石油大学(华东)机电工程学院,山东青岛 266580;3. 首都航天机械有限公司,北京 100076 )
金属基复合镀层由于其优异的性能而受到广泛关注,通过加入不同的固体颗粒如SiO2、TiO2、SiC等,可以有侧重地提高镀层耐磨性、耐腐蚀性和自润滑性等机械性能[1-6]。 目前使用电沉积方法制备复合镀层通常以水作为溶剂,但是水基电解液在电沉积过程中不可避免地会逸出氢气,损害镀层的机械性能, 因此, 新型离子液体和低共熔溶剂(deep eutectic solvent,DES) 等非水基电解液溶剂被广泛研究。 低共熔溶剂是一种室温离子液体,通过以一定摩尔比混合氢键供体和氢键受体而得到,形成的混合物的熔点远低于任一种单独组分,目前被认为是一种可持续且易于生物降解的绿色电解液[7-8]。 氯化胆碱-乙二醇是常用的低共熔溶剂,其毒性低,对空气和湿气稳定且可生物降解,另外它具有宽的电势窗口、相对较高的电导率及低成本、低水敏感性等优点,适合作为金属电沉积的电解液溶剂[9]。
低共熔溶剂作为电解液可用于一系列金属镀层的电沉积,如Ni、Cr、Fe,甚至包括水中无法沉积的Zn、Al 等。Abbott 等[10]研究表明,通过选择低共熔溶剂组分如氯化胆碱-乙二醇或氯化胆碱-尿素并添加络合剂, 可以简单地改变Ni 镀层的形貌和组成; 低共熔溶剂液体产生的Ni 沉积物形态为纳米晶体,具有较好的表面粗糙度,而水溶液(瓦特液)则产生了微晶的沉积物[11]。……
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