一种提高Ni-B合金耐蚀耐磨性能的CMMA结构电化学制备方法技术

本发明专利技术公开了一种提高Ni‑B合金耐蚀耐磨性能的CMMA结构电化学制备方法，属于金属防护领域。本发明专利技术基于性能设计和微结构调控，通过阴极电流密度循环控制，改变阴极的液相传质过程，制备组成与结构随沉积时间变化的周期性多层结构，获得具有多层多界面多尺度的Ni‑B CMMA合金。本发明专利技术Ni‑B合金CMMA防护层大大降低了涂层贯穿孔的形成，增强了涂层的耐蚀耐磨性能，提高海洋多因素耦合复杂环境下的服役性能，还可以根据应用要求通过微结构调控对涂层进行性能设计，具有巨大的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属防护领域，特别涉及提高Ni-B合金耐蚀耐磨性能的CMMA结构电化学制备方法。
技术介绍
海工金属机件在海水环境中面临严峻的腐蚀，涂层防护是提高其耐久性和服役寿命的重要措施。其中Ni-B合金以其良好的硬度、耐蚀耐磨性、在海工机械防护领域得到广泛应用。近年来，在合金中复合纳米陶瓷颗粒相制备纳米复合金属陶瓷涂层已成为近年来的研究热点，如在Ni-B合金中加入TiO2, α-Al2O3，SiO2，SiC，TiN等，不仅可提高合金硬度、耐磨性，同时可增强其耐蚀耐磨性能。但由于在电化学沉积制备过程中阴极析氢及残余应力会导致涂层存在毛细孔、贯穿孔或微裂纹缺陷，这些缺陷难以有效控制，从根本上限制了其防护性能的提高，已成为海工防护领域亟待解决的难题。近年来研究表明，CMMA合金(Composition modulated multilayer alloy)具有比相同组分厚度的合金更优越的性能，其耐蚀性能可达相同厚度单层合金（Monolayer, Monolithic alloy）的40多倍，具有巨大的性能优势。CMMA多层多界面结构使每层的缺陷在相邻界面处终止，没有贯穿孔形成，延缓了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高Ni‑B合金耐蚀耐磨性能的CMMA结构电化学制备方法，其特征在于，包括以下步骤：以石墨或镍板或DSA为阳极，工件为阴极，在电解液中通过阴极电流密度循环控制，电沉积获得Ni‑B合金涂层；所述的阴极电流密度在i1‑i2间连续循环变化且电流不中断，电流密度下限值i1为0.10‑2.00 A/dm2，电流密度上限值i2为2.50‑10A/dm2；电沉积温度为35‑75℃，沉积周期为0.2 s‑10 s，总周期数为50‑1000；电沉积时采用机械搅拌、超声波分散、空气搅拌中的一种或两种方式进行分散；所述的电解液包括以下组分：镍盐 150‑350 g/L，硼盐1‑6 g/L，硼酸 20‑50 g/...

【技术特征摘要】
1.一种提高Ni-B合金耐蚀耐磨性能的CMMA结构电化学制备方法，其特征在于，包括以下步骤：以石墨或镍板或DSA为阳极，工件为阴极，在电解液中通过阴极电流密度循环控制，电沉积获得Ni-B合金涂层；所述的阴极电流密度在i1-i2间连续循环变化且电流不中断，电流密度下限值i1为0.10-2.00 A/dm2，电流密度上限值i2为2.50-10A/dm2；电沉积温度为35-75℃，沉积周期为0.2 s-10 s，总周期数为50-1000；电沉积时采用机械搅拌、超声波分散、空气搅拌中的一种或两种方式进行分散；所述的电解液包括以下组分：镍盐 150-350 g/L，硼盐1-6 g/L，硼酸 20-50 g/L，纳米陶瓷粒子 0.01-20 g/L，导电盐 0.1-30 g/L, 助剂0-2 g/L, 润湿剂 0-1g/L；所述的镍盐选自硫酸镍、氯化镍、碱式碳酸镍中的至少一种，且含有硫酸镍；所述的硼盐选自三甲胺硼烷、氢硼化钠中的至少一种；所述纳米陶瓷粒子的粒径为0.005-2μm，纳米陶瓷粒子选自TiO2,α-Al2O3，SiO2，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李保松，张薇薇，张文，环宇星，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32