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脉冲电沉积Ni-Mo-MoSi2复合镀层制备工艺的研究 第11页

更新时间:2016-11-7:  来源:毕业论文
3.1.6  频率对复合镀层硬度的影响
图3.6为频率对复合镀层硬度的影响。由图3.6可以看出,当频率在1000-2000Hz和3000-5000Hz之间变化时,复合镀层硬度随着频率的增大而大幅度的增加;当频率在2000-3000Hz之间变化时,复合镀层硬度变化幅度很小。当频率为5000Hz时复合镀层硬度最大,为727.48HV。其原因是在一定的范围内,提高脉冲频率可以增加阴极活化极化并减小浓差极化。随着脉冲频率的增加,电源导通、关断的时间间隔越来越短,频率增加,一方面使电极附近金属离子浓度迅速恢复原状,有利于消除浓差极化;另一方面,由于频率增大,导通的时间越来越短,使得晶核刚形成还来不及生长,又开始了下一周期导通时间,又有一批新晶核形成,这样循环下去,晶核的形成速率远大于晶核生长速率,使得复合镀层晶粒随着脉冲频率的增大而减小,复合镀层变得更加细密,复合镀层硬度提高。

图3.6 频率对复合镀层硬度的影响
3.1.7  占空比对复合镀层硬度的影响
 
图3.7 占空比对复合镀层硬度的影响
图3.7为占空比对复合镀层硬度的影响。由图3.7可以看出,当占空比在0.2-0.3的之间变化时,随着占空比的增加,复合镀层硬度随之大幅度的减小;当占空比在0.3-0.6之间变化时,复合镀层的硬度又随着占空比的增大先增加后减小。当占空比为0.5时复合镀层硬度达到最大值,为771.6HV。复合镀层的硬度由颗粒的复合量和复合镀层的微观结构决定。根据晶核的形成和增长理论,当占空比小时,峰值电流密度大,阴极超电势增加,这时形成的大量晶核来不及长大,金属结晶细化,复合镀层有硬化的趋势,即硬度增加;当占空比增大时,情况正好相反。
3.1.8  电镀时间对复合镀层硬度的影响
图3.8为电镀时间对复合镀层硬度的影响。由图3.8可以看出,当电镀时间在15-20min之间变化时,随着电镀时间的增加,复合镀层硬度随之大幅增加;当电镀时间在20-35min之间变化时,随着电镀时间的增加,复合镀层硬度随之下降。当电镀时间为20min时复合镀层硬度达到最大值,为776.2HV。其原因可能为当电镀时间很短时,固体颗粒吸附较少,复合镀层过薄,硬度因此也比较低。当电镀时间达到20min时,复合镀层能够达到一定厚度,吸附的MoSi2颗粒的量也大大的增加了,复合镀层硬度随之增加。电镀时间继续增加时,一方面镀液pH值逐渐增大,Ni2+易与OH-形成Ni(OH)2沉淀,阳极被Ni(OH)2沉淀覆盖,容易发生钝化,电流效率降低。另一方面,随着时间的延长,MoSi2微粒的过量沉积会引起自身团聚,导致复合镀层质量恶化,硬度下降。

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